Региональный термогенез у рифовых рыб?

Морские рыбы в основном рассматриваются в качестве хладнокровных животных, не способных к метаболической терморегуляции, температура тела которых схожа с температурой окружающей среды [1; 2]. Тем не менее, часто наблюдается незначительное колебание температуры тела в узком диапазоне, что связано с областями их обитания [3; 4]. Тропические морские виды обычно относятся к стенотермным организмам, приспособленным к узкому диапазону температур. Кроме того, стенотермные рыбы, в отличие от обитателей умеренных широт, редко сталкиваются со значительными сдвигами факторов внешней среды [4; 5].

Наземные холоднокровные животные, например, ящерицы, демонстрируют поведенческую регуляцию температуры тела, поддерживая её незначительные колебания [6; 7]. У некоторых рыб наблюдаются подобные поведенческие реакции. В частности, лосось активно ищет прохладные места на пути своей миграции для снижения метаболизма и расхода энергии [8]. В экспериментах, проведенных на видах Zebrasoma flavescens [9], Balistes fuscus, B. vidua, Canthigaster jactator, Cromileptes altivelis, Forcipiger longirostris и Naso lituratus [10] показано, что особи выбирают области аквариума с относительно стабильной температурой.


Немногочисленные виды рыб, напротив, демонстрируют черты теплокровных животных. Используя физиологические механизмы, такие как сложная противоточная система кровообращения, они способны локально продуцировать тепло, повышая температуру тела [11]. Сельдевые акулы (Lamnidae), тунцы, другие скумбриевые и парусники пользуются региональной теплопродукцией для поддержания температуры ряда ключевых участков тела, тем самым, сохраняя их оптимальный метаболизм при кормлении в холодных условиях [12; 13]. Вышеописанная терморегуляция зарегистрирована только для пелагических (обитающих в толще воды) хищников. Среди представителей донных рыб и, в частности, обитателей рифов, эта способность остается малоизученной.

В недавнем исследовании, проведенном на рыбе-попугае Chlorurus microrhinos (семейство Scaridae), играющего важную роль в экосистеме кораллового рифа [14; 15], была продемонстрирована продукция тепла рыбками. В ночное время выделяемое тепло задерживалось и приводило к возрастанию температуры тела над температурой окружающей среды. С другой стороны, в дневное время эти различия не наблюдались.

Не смотря на то, что функции и потенциальная польза от теплопродукции особями Chlorurus microrhinos остается неясной, исследователи связывают её с существованием особого сберегающего тепло механизма.

В качестве источника термогенеза в ночной период, когда рыба находится в неподвижном состоянии, вероятно, является метаболизм бактерий желудочно-кишечного тракта, а не мышечная активность. В свою очередь, сберегающим механизмом может быть упрощенная противоточная система кровоснабжения. Параллельный ход артерий и вен перераспределяет продуцируемое тепло, задерживая его в некоторых внутренних органах. В противном случае, теплота вместе с венозной кровью прошла бы к жабрам и выделилась в среду [16; 17]. Стоит отметить, что у рыб тепловые потери через жабры, характеризующиеся чрезвычайно высокой скоростью кровотока, достигают 80-90%. В случае Chlorurus microrhinos, когда в ночное время двигательная и дыхательная активность снижены, потери тепла также снижаются [18].

——
источник: Justin Q. Welsh, David R. Bellwood. Regional Endothermy in a coral reef fish? // Biology, Vol. 7, No. 3. (5 March 2012), pp. 1-5.

1. Gillooly JF, Brown JH, West GB, Savage VM, Charnov EL (2001) Effects of size and temperature on metabolic rate. Science 293: 2248–2251. 

2. Pörtner H-O (2002) Climate variations and the physiological basis of temperature dependent biogeography: systemic to molecular hierarchy of thermal tolerance in animals. Comp Biochem Physiol A 132: 739–761. 

3. Jobling M (1981) The influences of feeding on the metabolic rate of fishes: a short review. J Fish Biol 18: 385–400.

4. Tewksbury JJ, Huey RB, Deutsch CA (2008) Putting heat on tropical animals. Science 320: 1296–1297.

5. Perry AL, Low PJ, Ellis JR, Reynolds JD (2005) Climate change and distribution shifts in marine fishes. Science 308: 1912–1915. 

6. Huey RB, Slatkin M (1976) Cost and benefits of lizard thermoregulation. Quart Rev Biol 51: 363–384. 

7. Adolph SC (1990) Influence of behavioral thermoregulation on microhabitat use by two Sceloporus lizards. Ecology 71: 315–327.

8. Berman CH, Quinn TP (1991) Behavioural thermoregulation and homing by spring chinook salmon, Oncorhynchus tshawytscha (Walbaum), in the Yakima River. J Fish Biol 39: 301–312. 

9. Reynolds WW, Casterlin ME (1980) Thermoregulatory behavior of a tropical reef fish, Zebrasoma flavescens. Oikos 34: 356–358. 

10. Reynolds WW, Casterlin ME (1981) Behavioral thermoregulatory abilities of tropical coral reef fishes: a comparison with temperate freshwater and marine fishes. Environ Biol Fish 6: 347–349. 

11. Brill RW, Dewar H, Graham JB (1994) Basic concepts relevant to heat transfer in fishes, and their use in measuring the physiological thermoregulatory abilities of tunas. Environ Biol Fish 40: 109–124. 

12. Block BA (1986) Structure of the brain and eye heater tissue in marlins, sailfish, and spearfishes. J Morphol 190: 169–189.

13. Holland KN, Sibert JR (1994) Physiological thermoregulation in bigeye tuna, Thunnus obesus. Environ Biol Fish 40: 319–327. 

14. Choat JH (1991) The biology of herbivorous fishes on coral reefs. In: Sale PF, editor. The ecology of fishes on coral reefs. London: Academic Press. pp. 121–139.

15. Hoey AS, Bellwood DR (2008) Cross-shelf variation in the role of parrotfishes on the Great Barrier Reef. Coral Reefs 27: 37–47.

16. Lindsey CC (1968) Temperature of red and white muscle in recently caught marlin and other large tropical fish. J Fish Res Board Can 25: 1987–1992. 

17. Carey FG (1973) Fishes with warm bodies. Sci Am 228: 36–44.

18. Evans DH, Piermarini PM, Choe KP (2005) The multifunctional fish gill: dominant site of gas exchange, osmoregulation, acid-base regulation, and excretion of nitrogenous waste. Phys Rev 85: 97–177.

Раздел: Вопросы физиологии рыб
Метки: ,
Похожие статьи:

Реакция постоянных читателей:

Заметил ошибку, тык*:

 Orphus

Комментарии Вконтакте:

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *