Прохожий (prokhozhyj) wrote,
Прохожий
prokhozhyj

Category:

Рыбка глубже не плывёт (вкусности науки биологии)

 
      То, что давление воды на больших глубинах Океана (а оно, напомню, растёт примерно на 1 атмосферу за каждые 10 метров глубины) становится столь значимым, что начинает напрямую влиять на биохимические процессы в организмах, в общем-то не является откровением. Об этом много говорят с 60-х годов XX века, а уж в 70-е и 80-е работы на эту тему пошли косяком1. И тогда же говорилось, что это может быть фактором, ограничивающим проникновение тех или иных групп на глубину, ибо "требования к биохимическим системам, которые должны "уметь" работать в таких особых условиях, повышены, ... и не всякая система, или, скажем, система не всякого организма, выдержит такое "испытание" (c) Е.М. Крепс, op. cit.
      Известно так же, что костистые рыбы не проникают в океан глубже 8 с небольшим километров. Да и глубже семи-то проникают очень немногие (Macrouridae, Ophidiidae да Lipaidae), смешные и специфические (вот тут про них есть маленькое кино с 7,7 километров). Ну а самые глубокие находки (Abyssobrotula galatheae из желоба Пуэрто-Рико, 8370 м)2 и прямые наблюдения из батискафа "Архимед" (там же, 8300 м) как были сделаны в 60-х годах, так до сих пор и не перекрыты.

      И вот очень похоже, что второе напрямую следует из первого. Во всяком случае, сейчас в "Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America" (более известных как PNAS), выходит статья P.H. Yancey et al. "Marine fish may be biochemically constrained from inhabiting the deepest ocean depths", в которой постулируется именно биохимический запрет на совсем уж глубоководных рыб. В общем, получается, что в рыбьих тканях содержится специальный протектор, предохраняющий белки от воздействия давления, с глубиной его концентрация растёт, и в один прекрасный момент достигает предела, более которого его не даст накапливать уже не гидростатическое, а осмотическое давление в клетках. И на этой глубине рыбы и должны остановиться. Интересно, что вычисленный авторами предел (8200 м) очень неплохо, с тчностью до сотни метров, коррелирует с теми самыми рекордными наблюдениями. Такие дела. Тут я суну под кат оригинальный abstract статьи, но вообще по ссылке доступен и полный pdf.

      "No fish have been found in the deepest 25% of the ocean (8,400–11,000 m). This apparent absence has been attributed to hydrostatic pressure, although direct evidence is wanting because of the lack of deepest-living species to study. The common osmolyte trimethylamine N-oxide (TMAO) stabilizes proteins against pressure and increases with depth, going from 40 to 261 mmol/kg in teleost fishes from 0 to 4,850 m. TMAO accumulation with depth results in increasing internal osmolality (typically 350 mOsmol/kg in shallow species compared with seawater's 1,100 mOsmol/kg). Preliminary extrapolation of osmolalities of predicted isosmotic state at 8,000–8,500 m may indicate a possible physiological limit, as greater depths would require reversal of osmotic gradients and, thus, osmoregulatory systems. We tested this prediction by capturing five of the second-deepest known fish, the hadal snailfish (Notoliparis kermadecensis; Liparidae), from 7,000 m in the Kermadec Trench. We found their muscles to have a TMAO content of 386 ± 18 mmol/kg and osmolality of 991 ± 22 mOsmol/kg. These data fit previous extrapolations and, combined with new osmolalities from bathyal and abyssal fishes, predict isosmotic state at 8,200 m. This is previously unidentified evidence that biochemistry could constrain the depth of a large, complex taxonomic group" (Yancey et al., 2014).

______________
1) См., например, их обзор в книге Г.М. Беляева "Глубоководные океанические желоба и их фауна" (М.: "Наука", 1989) на стр. 142–146.
2) Хотя с этой глубиной были какие-то непонятки, и, возможно, она завышена.

 
Tags: science, живой_Океан, рыбы
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

  • 17 comments