Хищные гобиоморусы изменились, перейдя с рыбного рациона на беспозвоночных

Пара Большеротых гобиоморусов (Gobiomorus dormitor) в Лагуне Апойо, Никарагуа (илл. Martin Cabrera; lagunadeapoyo.blogspot.ru/).
Пара Большеротых гобиоморусов (Gobiomorus dormitor) в Лагуне Апойо, Никарагуа (илл. Martin Cabrera; lagunadeapoyo.blogspot.ru/).

В отсутствии багамских гамбузий вида Gambusia hubbsi, большеротый гобиоморус (Gobiomorus dormitor) спускается по пищевой цепи и начинает поедать насекомых, улиток и ракообразных, т.е. живых объектов, которых обычно поедают гамбузии. Это приводит к изменению поведения гобиоморусов, соотношения самцов и самок, и их внешнего вида.

Gobiomorus dormitor является представителем семейства Eleotridae. Данный вид населяет тропические и субтропические прибрежные области с пресной или солоноватой водой. Обнаруживается на Карибах, Юго-Восточной Флориде, южном Техасе и Атлантическом склоне Центральной и Южной Америки. Гобиоморус катадромная или амфидромная рыба. Её нерест и развитие личинок проходит в морской воде, однако известны случаи размножения во внутриматериковых озерах и водохранилищах. В прибрежных реках и озерах (их родовая среда обитания) особи Gobiomorus dormitor ведут придонный образ жизни (бентосные). Эти хищники используют засадническую стратегию нападения и питаются рыбой и крупными беспозвоночными.

На Багамском архипелаге данный вид встречается только на острове Андрос, где он колонизировал многочисленные внутриостровные Голубые дыры. Заселение гобиоморуса произошло 15000 лет назад, когда подъем уровня моря привел к затоплению древних вертикальных пещер. Голубые дыры имеют около 127 метров в диаметре (от 50 до 304 метров). Их берега обрывистые, высотой около 40 метров (от 7 до 105 метров). В этих пещерах гобиоморус населяет мелководье и перемещается вертикально, вдоль пещерных стен.

Внутри различных Голубых дыр изолированы многие виды животных. Эта среда обитания является «природной лабораторией», предоставляющей модельные системы для изучения дивергентной адаптации и экологического видообразования.

По словам Райана Мартина (Ryan Martin), доцента кафедры биологии Западного резервного университета Кейза и ведущего автора исследования, одним из главных вопросов эволюционной биологии является предсказание изменений. В случае с гобиоморусом, исследователи могут точно предсказать изменение экологии и внешнего вида этих рыб.

«Потенциально, эволюция должна происходить закономерно и прогнозироваться, но для того, чтобы в этом убедиться, нам необходимо провести больше экспериментов.» — отмтил Мартин.

Мартин выполнял работу вместе с Р. Брайаном Лангергансом (R. Brian Langerhans), доцентом биологических наук в Государственном университете Северной Каролины, и Мэттью Д. Мак-Ги (Matthew D. McGee), аспирантом популяционной биологии Калифорнийского университета в Дэвисе. Их находка опубликована в мартовском номере журнала «Biological Journal of the Linnean Society».

В конечном счете, исследователи надеются предсказывать последствия урбанизации, пригородной застройки и перемещения людей на среду обитания диких видов животных, а также последствия природных факторов, которые быстро изменяют окружающую среду. В рамках опубликованной работы они рассматривали природу, как относительно простую естественную экосистему. Авторы изучили возможность предсказывать ответ видов на серьезные изменения в естественном рационе питания, которые происходят на отрезке нескольких тысяч лет.

Исследователи воспользовались преимуществом «естественной лаборатории», находящейся в глубоких Голубых дырах на строве Андрос на Багамах. Эти дыры представляют собой подводные пещеры, наполненные морской водой и увенчанных слоем пресной воды. Многие из них изолированы и являются убежищем простых сообществ видов, включая рыб, обитающих в верхни пресных слоях.

Одна из Голубых дыр на острове Андрос (portuguese.alertdiver.com/semana-da-fotografia-subaquatica-das-Bahamas)
Одна из Голубых дыр на острове Андрос (portuguese.alertdiver.com/semana-da-fotografia-subaquatica-das-Bahamas)

В более ранней работе, Лангерганс изучил изменения Багамских гамбузий (Gambusia hubbsi), населяющих Голубые дыры, в присутствии и отсутствии гобиоморусов (Gobiomorus dormitor).

Обнаружение двух дыр, в которых обитали только гобиоморусы, позволило предсказать изменения этих рыб в отсутствии их естественной добычи — гамбузий (Gambusia hubbsi). Генетические исследования определили изоляцию некоторых популяций хищника от родственных популяций в течение нескольких тысяч лет.

Среди 30 изменений, прогнозируемых учеными, подтверждение получили 22. Остальные факторы не показали изменений — изменение неизмеряемого фактора происходило по схеме, которая не предсказывалась.

Среди наиболее впечатляющих изменений отмечаются:
1. Возрастание соотношения самцов:самок. Отсутствие энергии, которая обычно поступает при поедании рыбы добычи, приводит к нехватке каллорий. Вероятно, это ведет к снижению выживаемости самок в репродуктивный период;
2. Отсутствие рыбы заставляет гобиоморусов перебираться на мелководье, где они питаются множеством пищевых объектов. Интересно, что рацион сильно варьирует в зависимости от места обитания;
3. Гобиоморусы, живущие рядом гамбузиями и, соответственно, питающиеся ими, имеют более вытянутое тело. Для осуществления молниеносных бросков их тело наиболее высокое ближе к хвосту. Рот крупный и широко открывается для захвата рыбы. Гобиоморусы, лишеные рыбной добычи, питаются беспозвоночными, поэтому имеют более высокую голову с небольшим ртом. Подобное строение рта позволяет создавать засасывающий эффект для захвата мелкой добычи.

Гобиоморусы, живущие рядом гамбузиями и, соответственно, питающиеся ими, имеют более вытянутое тело (слева). Их тело наиболее высокое ближе к хвосту. Рот крупный и широко открывается для захвата рыбы. Гобиоморусы, лишеные рыбной добычи (справа), питаются беспозвоночными, поэтому имеют более высокую голову с небольшим ртом.
Гобиоморусы, живущие рядом гамбузиями и, соответственно, питающиеся ими, имеют более вытянутое тело (слева). Их тело наиболее высокое ближе к хвосту. Рот крупный и широко открывается для захвата рыбы. Гобиоморусы, лишеные рыбной добычи (справа), питаются беспозвоночными, поэтому имеют более высокую голову с небольшим ртом. (Case Western Reserve University)

Мартин отметил — «Физические различия особей, поедающих рыб от особей, поедающих беспозвоночных, отражают модель, которая наблюдается у многих видов рыб по всему миру. Она четко зафиксирована для дальних родственных видов, питающихся различной добычей. В данной работе мы обнаружили, что существенные изменения наблюдаются в гораздо более короткие сроки.»

Авторы исследования хотят продолжить работу и проверить, прозошло ли возникновение нового вида Гобиоморусов. Для этого они определят возможность скрещивания двух разобщенных популяций — поедателей рыб и беспозвоночных.

Кроме того, для определения возможности исчезновения различий между разобщенными популяциями, несколько особей будут перемещены на выращивание в контроллируемые условия лаборатории. Это позволит определить, является адаптация к окружающей среде временной или необратимой.
——
Ryan A. Martin, Matthew D. McGee, R. Brian Langerhans. Predicting ecological and phenotypic differentiation in the wild: a case of piscivorous fish in a fishless environment. Biological Journal of the Linnean Society, 2015; 114 (3): 588.

Реакция постоянных читателей:

Заметил ошибку, тык*:

 Orphus

Комментарии Вконтакте:

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

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