Увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере не только сказывается на климате Земли, но и может напрямую влиять на поведение животных. Известно, что СО2 из атмосферы поглощается океаном, при этом кислотность морской воды повышается из-за образующейся при этом угольной кислоты. Некоторое время назад зоологи из Университета Джеймса Кука (Австралия) заметили, что рыбы, находящиеся в подкислённой воде, ведут себя необычным образом. Феномен заинтересовал нейрофизиологов из Университета Осло (Норвегия), которые объяснили это следующим образом.
Работа нервных клеток состоит из циклов возбуждения и релаксации. После проведения нервного импульса нейрону нужно «успокоиться». Для этого нейромедиатор гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) открывает в мембране специальные каналы, по которым внутрь клетки проходят хлорид-ионы и ионы угольной кислоты (бикарбонат-ионы). Исследователи предположили, что при закислении воды из-за повышения содержания СО2 в атмосфере рыбы вынуждены поддерживать внутри клеток более высокие концентрации хлорид- и бикарбонат-ионов. Из-за чего на внутренней поверхности мембраны нейронов этих ионов скапливается больше, чем на внешней стороне. Поэтому, когда ГАМК открывает ионные каналы, поток ионов оказывается обратным: хлорид- и бикарбонат-ионы выходят наружу и не снимают разность потенциалов, а, наоборот, поддерживают возбуждение нервной клетки.
В результате поведение рыб порой меняется на прямо противоположное. Исследователи помещали рифовых рыб-клоунов в воду с повышенным содержанием бикарбонат-ионов и пытались напугать их запахом хищника. Оказалось, что в кислой среде «страшный» запах работает как аттрактант: рыбы плыли не от него, а к нему! Если же рыб обрабатывали специальным веществом, которое запирало ионные каналы, нормальная поведенческая реакция восстанавливалась. Точно так же, к слову, в кислой среде животные не делали различий между направлением движения (и вновь всё менялось с привлечением ингибитора ионных каналов).
Результаты работы опубликованы в журнале Nature Climate. Авторы подчёркивают, что они использовали такой уровень закисления воды, который будет через 50 лет, если темпы выброса углекислого газа не снизятся. Так что через полвека морских хищников ждёт приятный сюрприз: добыча будет сама прыгать им в пасть. Впрочем, исследователи отмечают, что выдвинутая ими гипотеза требует подтверждения в более тщательных экспериментах на клеточном уровне, то есть на отдельных нервных клетках.
|
ua
ru
