Разгадана тайна разнообразия камчатского гольца

Камчатские ученые выяснили, что определяет, вырастет ли потомство гольца хищником или поедателем бентоса. Установлено, что решающую роль играет температура.  

В научном проекте приняли участие сотрудники КамГУ имени Беринга, Института проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова РАН, Института биологии развития имени Н.К. Кольцова РАН.

Целью работы было установить механизм, определяющий экологические формы лососевых рыб. Исследования выполнялись на камчатском гольце-мальме. В реке Камчатка и озере Кроноцком мальма образует три формы, которые обитают совместно, но не скрещиваются между собой: крупную хищную, среднеразмерную бентосоядную (питается донными беспозвоночными) и мелкую насекомоядную.

Генетический анализ показал, что различия закрепляются через выбор места нереста, и эти участки различаются по температуре воды. Крупная форма нерестится в самой холодной воде, карликовая — в самой теплой, средняя занимает промежуточное положение.

Исследования показали, что икра, развивающаяся в холодной воде, получает от матери повышенный запас гормона Т4 и проходит все стадии развития ускоренными темпами. Икра из теплой воды получает пониженный гормональный запас и развивается медленнее. Разница в скорости развития проявляется еще до того, как у малька появляется работающая щитовидная железа.

«Температура развития управляет активностью щитовидной железы, а та уже определяет темп развития и скорость окостенения. Хищные формы развиваются быстро при высоком гормональном обеспечении в холодной воде, карликовые — медленно при пониженном гормональном запасе в теплой воде. Рыба одного происхождения при разной температуре нереста смещается либо к облику хищника, либо к облику карлика», — рассказал научный сотрудник КамГУ имени Беринга Евгений Есин.

Такой механизм позволяет виду быстро расходиться на формы, приспособленные к разным нишам, без изменений в геноме — за счет материнского гормонального программирования потомства. Похожая роль щитовидной железы в регуляции теплообмена известна у млекопитающих и птиц. А у рыб, чувствительных к температуре воды на ранних стадиях жизни, этот механизм может влиять на устойчивость популяций к потеплению рек и озер.

Исследования гольца мальмы продолжатся на базе «Кампуса первооткрывателей», который создается благодаря нацпроекту «Молодёжь и дети» по поручению Президента России.