Черноморские мидии меняют пол из-за жары и загрязнения

Высокая температура воды, нефтяное загрязнение и тяжелые металлы вынуждают черноморских мидий менять пол, выяснили ученые. Эксперименты показали, что стресс заставляет самок превращаться в самцов или в гермафродитов.

Средиземноморская мидия (Mytilus galloprovincialis) — один из доминантных видов шельфа Черного моря и популярный объект марикультуры. Исследования, поддержанные Минобрнауки России, провели сотрудники Института биологии южных морей имени А.О. Ковалевского РАН. Результаты опубликованы в научном журнале Regional Studies in Marine Science.

«Мы впервые получили прямые экспериментальные доказательства того, что температурный стресс может вызывать инверсию пола у мидий, причем чувствительность к этому фактору зависит от возраста», — отметил старший научный сотрудник отдела аквакультуры и морской фармакологии ИнБЮМ, к.г.н. Марк Попов.

Одно из главных открытий заключается в том, что неблагоприятные факторы среды связаны не только со смертностью, но и с перестройкой репродуктивной системы. Часть самок после стресса формировали мужские половые клетки либо одновременно мужские и женские, заметили специалисты.

Как рассказали Fishnews в пресс-службе института, моллюсков отбирали на мидийно-устричной ферме в период весеннего нереста. В лаборатории с помощью плавного нагрева воды у каждой особи индивидуально вызывали нерест и под микроскопом определяли пол. Для эксперимента отобрали исключительно самок двух размерных групп: молодых уже половозрелых особей (около 35 мм) и крупных мидий товарного размера (примерно 60 мм).

Затем в течение месяца подопытные моллюски подвергались воздействию трех стрессовых факторов: им повышали температуру (до +25°C), добавляли дизельное топливо и соединение меди. Это реальные риски для прибрежных акваторий: летний перегрев морской воды, нефтяное загрязнение и тяжелые металлы, поступающие со стоками и противообрастающими красками с судов.

Затем моллюсков еще два месяца выдерживали в естественных условиях на морской ферме для созревания гонад. Параллельно в полевом эксперименте садки с мидиями на три месяца вывесили на ферме с хорошим водообменом и, наоборот, в полузакрытой бухте с высокой антропогенной нагрузкой.

По итогам экспериментов наиболее выраженная инверсия пола наблюдалась при воздействии меди: мужские или одновременно мужские и женские половые клетки были обнаружены у 82–85% выживших самок. Дизельное топливо привело к смене пола у 73–77% особей. Повышенная температура оказала самое мягкое, но не менее заметное воздействие: инверсию зафиксировали у 46–68% самок.

«При этом наиболее чувствительными ко всем стрессовым факторам оказались молодые половозрелые мидии: у них смена пола происходила чаще, чем у крупных взрослых особей. Это важное открытие! Получается, что младшее поколение, от которого зависит будущее популяции, сильнее всех страдает от стрессовых факторов», — подчеркнула старший научный сотрудник отдела аквакультуры и морской фармакологии ИнБЮМ, к.б.н. Наталья Челядина.

В то же время соединение меди не только лидировало в процентном соотношении по числу инверсий, но и вызывало наибольшую смертность. Ученые связывают это с токсичностью вещества и его способностью провоцировать окислительный стресс.

Смена пола — медленный процесс, обратили внимание ученые. Это глубокая перестройка ткани половой железы, которая занимает месяцы. «Почему возникает такая перестройка, пока окончательно не установлено. Одна из гипотез состоит в том, что образование яйцеклеток требует больше энергии, чем образование сперматозоидов. В условиях стресса часть энергоресурсов может перераспределяться на поддержание жизнедеятельности и обезвреживание токсичных веществ», — рассказала ведущий научный сотрудник отдела аквакультуры и морской фармакологии ИнБЮМ, к.б.н. Наталья Поспелова.

Результаты одной работы не говорят о катастрофическом состоянии всех черноморских мидий, однако показывают, что потепление и загрязнение могут одновременно повышать смертность и сокращать долю самок. Особую тревогу у ученых вызывают полузакрытые городские бухты, где риски для воспроизводства мидий наиболее высоки.

По словам исследователей, полученные данные могут помочь в том числе при выборе участков для организации новых марикультурных хозяйств. Оценка экологического состояния прибрежных акваторий позволит увидеть риски.

Эксперименты с мидиями — часть многолетнего и систематического цикла работ научной группы из отдела аквакультуры и морской фармакологии ИнБЮМ, который длится более десяти лет. В будущем специалисты планируют изучить внутренние механизмы инверсии пола, включая генетическую и молекулярную регуляцию.

Читайте также: Расшифровку ДНК задействуют в борьбе с подменой морепродуктов

Больше новостей читайте в телеграм-канале Fishnews.

Теперь мы также в MAX.

Fishnews