Гольцы древнего озера Эльгыгытгын на Чукотке оказались экстремалами

Гольцы древнего озера Эльгыгытгын на Чукотке оказались экстремалами.

25.11.2020

Летом 2020 года на древнем водоёме, который образовался после падения метеорита, побывала экспедиция Кроноцкого заповедника и Российской академии наук. Учёные собрали пробы тканей всех групп палий – эндемичных пресноводных рыб. В лаборатории ихтиологи изучили их основные биохимические характеристики и реконструировали специфический метаболизм каждой из исследованных групп. Они выяснили, как рыбам удалось пережить ледниковые периоды. 


Среди озёр арктической Чукотки особое место занимает Эльгыгытгын – затопленный древний метеоритный кратер с экстремально суровыми условиями обитания для рыб. Арктические гольцы, наиболее типичные представители ихтиофауны озера, представлены здесь тремя группами. В глубине озера обитает реликтовая длиннопёрая палия, пережившая несколько ледниковых периодов. Толщу вод населяет мелкая малоротая палия – главный объект охоты боганидской палии, достигающей массы более 10 кг. 

"Генетически эти гольцы различаются между собой сильнее, чем подобные группы из других озёрных систем северных широт. Мы предполагаем, что предки у трёх палий были разные, они независимо вселились в озеро, а современный облик рыбы обрели в результате долгой конкуренции за пищу и места нереста. В современных условиях ни одна из трёх групп не выходит в вытекающую из озера реку, однако их предки, скорее всего, вели речной (ручьевой) образ жизни. Рыбы, попавшие в озеро, сильно изменили свою физиологию: способность выживать в постоянно меняющейся среде текущих вод они поменяли на навыки добывать разреженный корм в стабильной среде огромного водоёма", – сообщил Григорий Маркевич, научный сотрудник ФГБУ "Кроноцкий государственный заповедник". 

В своей эволюции эти рыбы превзошли многих животных на Земле, включая человека. Предок малоротой палии подавил свою гормональную и метаболическую активность, перешёл к малоподвижному образу жизни и замедлил рост тела. Эта рыба не способна эффективно запасать питательные вещества в организме. Концентрация задействованной в энергообмене глюкозы всю жизнь остаётся в крови на низком уровне; специфических белков, отвечающих за транспорт питательных веществ в крови, мало. 

Предок боганидской палии наоборот повысил уровень гормонов щитовидной железы и резко усилил скорость обмена веществ. Питание калорийной пищей (рыбой) позволило накапливать жиры в мышцах. К старшему возрасту жирность мяса боганидской палии достигает трети массы тела. Жиры используются как энергоресурс для быстрого плавания и противодействия чрезмерному охлаждению организма. 

Реликтовая длиннопёрая палия отличается чрезвычайно специфическим метаболизмом. Запасные жиры составляют до половины массы мышц, в крови циркулирует аномально много липо-протеинов –специальных белковых комплексов, транспортирующих жиры по организму. Из-за них кровь выглядит белёсой, а не ярко-красной. Такая физиология чрезвычайно редко встречается у животных – аналогичные адаптации обнаружены лишь у отдельных представителей глубоководной фауны. Хотя реликтовые глубоководные палии ведут малоподвижный образ жизни, в их крови повышен уровень гемоглобина. В современных условиях вся толща озёрных вод насыщена кислородом, и избыток гемоглобина кажется бесполезным. Скорее всего, эта особенность сохранилась со времён ледникового периода, когда длиннопёрая палия выживала подо льдом практически без кислорода десятки тысяч лет. 

"Фундаментальные исследования – одна из задач сотрудников особо охраняемых природных территорий. Изучение обмена веществ эндемичных арктических гольцов имеет практическое значение. В России развивается бассейновое и садковое разведение этих лососевых рыб. По сравнению с традиционными объектами лососевой аквакультуры, например, такими, как сёмга, гольцы имеют преимущество при выращивании в условиях Крайнего Севера. Им не страшны холода. Анализ физиологических особенностей гольцов из озера Эльгыгытгын с экстремально суровыми условиями среды обитания поможет понять границы их экологической гибкости и оптимизировать биотехнологии разведения. То есть изучение эталонных экосистем, не подверженных воздействию человека, поможет развитию экономики страны", – отметила Дарья Паничева, начальник научного отдела ФГБУ "Кроноцкий государственный заповедник". 

Исследования проводятся при поддержке Фонда президентских грантов (проект № 20-1-032864) и автономной некоммерческой организации «Камчатский природоохранный центр «Особая территория».