Обитатели Мирового океана не могут жить ниже определённой границы

Липарисы вида Notoliparis kermadecensis, обитающие на максимально доступной для рыб глубине

(фото Alan Jamieson, University of Aberdeen).

Учёные утверждают: маловероятно, что какие бы то ни было виды рыб смогут выжить в океанических глубинах ниже отметки в 8200 метров. Ранее никто не видел ни одной живой рыбы на такой глубине. Недавно исследователи обнаружили физиологические причины, объясняющие это явление.

Оказалось, что в тканях рыб действует конкретный молекулярный механизм, помогающий выдерживать сокрушительное давление толщи воды. Чтобы попасть на глубину ниже отметки в 8 километров, необходим механизм совершенно иной.

Эти важные молекулы представляют собой так называемый осмолит или триметиламин N-оксид (TMAO). Именно он придаёт рыбе своеобразный запах.

TMAO помогает стабилизироваться белкам в организме рыб, которые создают и поддерживают форму его клеток. Без него клетки будут деформированы высоким давлением, характерным для глубины, и попросту перестанут функционировать.

Исследовательская группа обнаружила, что чем глубже обитает рыба, тем больше в её организме TMAO. Они проверили эту связь на примере липариса (Liparidae), обитающего на ультраабиссали нижней части жёлоба Кермадек к северу от Новой Зеландии.

Липарисы живут на глубине около 7 тысяч метров и питаются мелкими ракообразными, которые в свою очередь едят органические вещества, поступающие из верхних слоёв океана.

"Вид Notoliparis kermadecensis — это, безусловно, самая глубоководная рыба из тех, что нам удалось поймать и изучить, – рассказывает ведущий автор работы профессор Пол Янси (Paul Yancey) из колледжа Уитмен в США. – И в её организме — самые высокие уровни этой молекулы TMAO".

Так почему же рыбы не могут преодолеть отметку в 8-8,5 километров?

"Мы знаем, что если уровень ТМАО слишком высок, белки становятся настолько стабильными, что уже не в состоянии работать, – объясняет профессор Янси. – Белок миозин в мышечных тканях, например, необходим для сокращения мышц, а если уровни ТМАО превышены, он перестаёт выполнять свою функцию. Также высокая концентрация ТМАО может привести к отёку мозга".

На большой глубине крайне высокое осмотическое давление, с которым морская рыба не в состоянии справиться.

Рыба не может обитать в ультраглубоких областях океана, например, в Марианской впадине, глубина которой составляет почти 11 километров. Но это не означает, что там нет других форм жизни, которые в состоянии занять эту нишу. Например, ниже отметки в 8 километров встречаются в относительно большом количестве одноклеточные представители домена археи, бактерии и фораминиферы и даже некоторые животные, например, морские анемоны и морские огурцы.

"Одним из видов организмов, которые регулярно наблюдаются в самых глубоких местах, являются бокоплавы, – рассказывает соавтор работы доктор Алан Джеймисон (Alan Jamieson) из британского Абердинского университета. – Эти ракообразные невероятно терпимы к давлению. Они могут пережить удивительные сжатия и декомпрессию. Но у них, кажется, в организме сразу пять осмолитов, в то время как у рыб всего лишь один ТМАО".

То есть, для того чтобы погрузиться на экстремальную глубину, рыбам необходимо развить дополнительные механизмы адаптации.

У биологов возник вопрос: почему же они в ходе эволюции не сделали это? Авторы считают, что, вероятно, очень глубокие точки океана сформировались быстрее, чем рыба смогла развить необходимые для проживания в них адаптационные механизмы.

Доктор Джеймисон считает, что эволюционную биологию следует соотнести с геологической историей. Возможно, некогда граница в 8 тысяч метров было максимальной океанической глубиной.

Научная работа исследователей была опубликована в журнале PNAS.

Также по теме:
Учёные раскрыли многообразие биофлуоресценции морских рыб
Африканская тигровая рыба глотает птиц на лету
Прыгающие собачки Гуама показали, как рыба выживает вне воды
Самцы рыбок гуппи становятся отцами после своей смерти
Ради удачной охоты рыба-брызгун использует законы гидродинамики
Открыты два новых вида необычных электрических рыб
Гигантского морского монстра выловили в Калифорнии. Видео