» » Рыбы чуют, как дышат черви

Рыбы чуют, как дышат черви


Рыбы чуют, как дышат черви

Рис. 1. Сомики Plotosus japonicas. Как показало недавнее исследование, рецепторы на их усиках могут регистрировать микроизменения кислотности среды. Фото с сайта endlessblue.jp


Американо-японская группа ученых доказала существование особых сенсорных рецепторов у рыб. Эксперименты проводились на морских сомиках, которые, как выяснилось, могут реагировать даже на незначительные снижения pH среды. Чувствительность рецепторов настолько высока, что они регистрируют изменения, которые вызываются дыханием мелких беспозвоночных. Это означает, что сомики ощущают, как дышит их добыча.

Как рыбы, обитающие в темноте, у дна, находят себе пищу? Особенно если речь идет о бентофагах, выкапывающих свою малоподвижную добычу из слоя донного ила. Принято считать, что они ориентируются по запаху и вкусу. Запах привлекает рыбу издалека, а в непосредственной близости от кусочка пищи в действие вступают вкусовые сенсоры, которые выводят рыбу точно к цели. Именно так ищут, например, свою добычу глубоководные макрурусы, которые из-за отсутствия светящихся органов не могут полагаться на зрение (об этом можно прочитать в статье D. M. Bailey et al. 2007. A taste of the deep-sea: The roles of gustatory and tactile searching behaviour in the grenadier fish Coryphaenoides armatus). У рыб органы вкуса с вкусовыми рецепторами сосредоточены на специальных усиках на рыле, хотя вкусовые почки расположены вдоль всего тела рыбы. Как известно, вкусовые предпочтения и пищевое поведение у рыб строго наследуются; вероятно, у них нет и привыкания к ежедневной пище. Иными словами, рыба будет выбирать преимущественно то, что ей предписано видовым кодексом. И искать добычу будет так, как ей позволяют унаследованные пищевые рецепторы. Что это за рецепторы, помогающие обнаружить червяка, закопавшегося в грунт?

Ученые из Кагосимского (Япония) и Луизианского (США) университетов открыли новый вид рецепции у рыб, который, по-видимому, можно отнести к вкусовой рецепции. Он связан с регистрацией кислотности среды (водородного показателя, pH). Ученые выяснили, что при поиске добычи в темноте рыбы ориентируются именно на нее. Поразительна высочайшая чувствительность этих рецепторов: они реагируют даже на такие слабые изменения, которые вызываются дыханием животного, к примеру червя. Вспомним, что с точки зрения химии выдох, как бы он ни был оформлен, — это добавление в окружающую среду CO2. При этом образуется угольная кислота, которая немного понижает pH. Как показали измерения, амплитуда изменений pH в непосредственном окружении червя (в радиусе 5 мм от него) — 0,15–0,25, а на расстоянии 1 см от червя кислотность среды уже не меняется.

Чтобы доказать, что рецепторы реагируют именно на снижение pH, были проведены два эксперимента. В первом из них сомикам в аквариум положили трубку, в которую подавали по капле воду с пониженным pH (добавив в морскую воду чуточку соляной кислоты). В соседнем аквариуме сидели рыбки, которым в трубку подавалась вода с фоновым pH 8,3. И в том и в другом случае измеряли время, проведенное сомиками около трубок. Около трубки с пониженным pH рыбки проводили примерно в два раза больше времени (рис. 2). Сомиков явно интересовала загадочная трубка с подкисленной водой, рядом с ней они демонстрировали пищевое поведение, пытаясь добыть несуществующего червя, кусали трубку (опыт можно посмотреть на видео из дополнительных материалов к обсуждаемой статье).


Рыбы чуют, как дышат черви

Рис. 2. Время, проведенное сомиками рядом с трубкой, в которую подавалась по капле подкисленная до рН 7,9 вода (low pH). Результат сравнивается с контролем: в трубку по капле подается обычная морская вода с рН 8,3 (SW1 и SW2). График из обсуждаемой статьи


Во втором эксперименте с помощью подведенных электродов измеряли непосредственное возбуждение нейронов, иннервирующих усики. Обездвиженным сомикам на 2–3 секунды подавали к губам и усикам воду с пониженным pH (например, с 8,23 до 8,17) и затем регистрировали нейронный потенциал. Даже при минимальном падении pH в нейронах возникала высокоамплитудная активация, затухающая через короткое время после стимуляции (рис. 3). Оба эти эксперимента показывают, что у сомиков имеется инструмент для реагирования на простое снижение кислотности, им для этого не нужны какие-то специальные запаховые стимулы специфического строения.


Рыбы чуют, как дышат черви

Рис. 3. Возбуждение отдельных волокон тройничного нерва при стимуляции усиков и губ сомиков водой с пониженной кислотностью. Прямоугольник показывает момент стимуляции, когда к передней части головы обездвиженного сомика подавали воду с тем или иным рН, отличающимся от фонового 8,23; цифры слева показывают эти значения рН. Видно, что нейроны возбуждаются при понижении рН. График из обсуждаемой статьи


Это исследование помогает представить себе «мир сомиков» — мир, где пульсирующими точками отмечены вдохи и выдохи питательной мелочи, где медленно затухают дорожки, проложенные крупными быстрыми хищниками, где темная плотность четко обозначает проплывающего вдали соседа.

Источник: J. Caprio, M. Shimohara, T. Marui, S. Harada, S. Kiyohara. Marine teleost locates live prey through pH sensing // Science. 2014. V. 344. P. 1154–1156.

Елена Наймарк


28 сентябрь 2019 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Переносчиков желтой лихорадки стал привлекать запах человека из-за изменений в одном гене

Ученые исследовали поведение и генетические различия двух форм комаров Aedes aegypti, одна из которых селится в лесу, а другая — ближе к человеку. Этот вид, и в особенности его «домашняя» форма,

Найдены нейронные цепи, ответственные за врожденные реакции на запахи

На некоторые запахи у животных существуют врожденные реакции, которым не нужно обучаться. Эти запахи могут влиять на важные для выживания и размножения животного типы поведения. Американские ученые

Как моллюски научились охотиться на рыб

Морские моллюски конусы обладают удивительным навыком: эти неторопливые донные жители умеют охотиться на небольших рыб. Для этого у них есть довольно сложное приспособление — гарпун, способный

Солнечные рыбы подогревают себя изнутри

Американские специалисты измерили температуру мышечной ткани солнечной рыбы, обитательницы холодных глубин. Как выяснилось, температура мышц и головного отдела поддерживается на относительно

В темноте бабочки замедляют скорость зрительного восприятия

Ночным животным, в том числе насекомым, приходится приспосабливаться к условиям слабой освещенности, ведь иначе в темноте трудно найти добычу или, наоборот, легко стать ей, не заметив вовремя угрозу.

При формировании зависимостей усиливаются связи между нейронами орбитофронтальной коры и полосатого тела

До сих пор мало известно о том, как происходит формирование зависимостей на клеточном уровне. Нейробиологи из Женевского университета провели серию экспериментов с применением оптогенетической
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Почему одни нации богатые, а другие — бедные?Люди могут отращивать хрящи, как саламандрыПочему мы стареем? Новая теория ученыхРоссийский аппарат к Луне стартует не раньше 2026 годаОхотник за сокровищами нашел редчайший доисторический кладЧто происходит с океанами Земли?NASA получило новые снимки Большого красного пятна ЮпитераОбманщики чередуют ложь с правдой, чтобы им продолжали верить