Недостаток кислорода вместе с закислением морской воды подавляет иммунитет тихоокеанских устриц и ускоряет их гибель. К такому выводу пришли ученые из Института биологии южных морей имени А.О. Ковалевского РАН, сообщила пресс-служба Российского научного фонда.
Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в журнале Estuarine, Coastal and Shelf Science.
Закисление морской воды связано с ростом концентрации углекислого газа в атмосфере. Часть этого газа растворяется в океане и меняет химический состав воды. Еще одна проблема — снижение содержания растворенного кислорода. Оно усиливается из-за потепления и особенно заметно в прибрежных мелководных районах.
Именно там часто расположены морские фермы, где выращивают двустворчатых моллюсков. Ранее ученые чаще изучали закисление и нехватку кислорода по отдельности. Однако в природе эти факторы часто действуют вместе.
Биологи проверили, как такое сочетание влияет на тихоокеанских устриц. Этот вид широко используют в аквакультуре. Устрицы ценятся как пищевой продукт с высоким содержанием белка, витаминов и микроэлементов.
В эксперименте ученые использовали 270 устриц. Первую группу держали в воде с нормальной кислотностью и обычным уровнем кислорода. Во второй группе воду подкисляли с помощью углекислого газа. Показатель кислотности был на 12% ниже нормы. В третьей группе воду также подкисляли, но дополнительно снижали уровень кислорода в четыре раза. Для этого через воду пропускали азот.
Эксперимент длился восемь дней. Ученые следили за состоянием жабр устриц и брали образцы гемолимфы — аналога крови у беспозвоночных. Это позволило оценить работу иммунной системы.
В группе, где закисление сочеталось с нехваткой кислорода, устрицы начали гибнуть уже на третий день. При одном только закислении первые случаи гибели появились лишь на восьмой день.
Исследователи также увидели, что два фактора быстро нарушали работу иммунитета. Уже через сутки иммунные клетки устриц почти теряли способность поглощать чужеродные частицы. Это значит, что защитная система моллюсков фактически переставала нормально работать.
Одновременно у устриц повреждались жабры. Жаберные нити, которые отвечают за газообмен между организмом и водой, склеивались. В тканях появлялись признаки воспаления и отмирания. У моллюсков, которые жили только в подкисленной воде, повреждения были слабее, а часть патологий не развивалась.
«Наше исследование впервые численно подтвердило, что гипоксия усиливает негативный эффект закисления воды: под действием обоих этих факторов устрицы гибнут значительно быстрее, а их иммунная система оказывается практически парализованной уже в первые сутки. При этом мы выявили признаки (поражение жабр и свойства иммунных клеток), по которым экологи и сотрудники морских хозяйств смогут определить, что состояние устриц ухудшилось, и принять меры по спасению моллюсков», — рассказала руководитель проекта, кандидат биологических наук, руководитель лаборатории экологической иммунологии гидробионтов ИнБЮМ РАН Александра Андреева.
По словам Андреевой, в дальнейшем ученые планируют определить пределы устойчивости к сочетанию факторов глобального потепления и для других промысловых двустворчатых моллюсков. Также исследователи хотят понять, как именно эти факторы повреждают иммунную систему на уровне клеток.
Авторы считают, что результаты помогут точнее следить за состоянием прибрежных зон и морских ферм. Это важно для раннего выявления опасных условий и защиты устриц от массовой гибели.