Klimat i środowisko

Błyskawiczne reakcje ryb w skrajnie zmiennym środowisku

Naukowcy przeprowadzili badanie dotyczące reakcji ryb na gwałtowne zmiany w otoczeniu, posługując się metodami obserwacji biologicznej i innowacyjną technologią sensoryczną.

O określonych porach dnia wzrasta zużycie energii elektrycznej. W celu zaspokojenia tego szczytowego zapotrzebowania na prąd elektrownie wodne wytwarzają zmienną ilość energii elektrycznej poprzez okresowe gwałtowne zmiany przepływu wody przez instalację w dół biegu rzeki. Uważa się, że na skutek tych nienaturalnych, krótkotrwałych fluktuacji poziomu wody w dolnym biegu rzeki spada liczba ryb słodkowodnych. Istnieją badania, na podstawie których proponuje się rozwiązania przeznaczone dla ryb z rodziny łososiowatych, jednak wciąż nie jest jasne, jak te środki łagodzące mogą wpływać na inne gatunki ryb.

Próby wyjaśnienia tej kwestii podjęli się uczeni, których badanie zostało opublikowane w czasopiśmie naukowym „PLOS ONE”. Naukowcy biorący udział w tym badaniu korzystają ze wsparcia projektu FIThydro, finansowanego ze środków UE. W swojej pracy skupiają się przede wszystkim na badaniu wpływu, jaki na brzanę iberyjską (Luciobarbus bocagei), gatunek ryby z rodziny karpiowatych, mają gwałtowne zmiany zachodzące w otaczającym ją środowisku. „Ryby te są istotnym wskaźnikiem stanu zdrowia ekosystemów na Półwyspie Iberyjskim i w wielu innych europejskich rzekach. Energetyka wodna i niepewność spowodowana zmianą klimatu oznaczają, że musimy zacząć patrzeć na złożone skutki gwałtownych zmian z »rybiej perspektywy«”, powiedział Maria Joao Costa, pierwszy autor badania i biolog z Uniwersytetu Lizbońskiego, zacytowany w komunikacie prasowym na portalu EurekAlert!.

Symulacja biegu rzeki z torami przeszkód

Do swoich badań uczeni wykorzystali model koryta rzeki, w którym przeprowadzili symulację zjawiska krótkotrwałych fluktuacji poziomu wody i warunków panujących podczas uwalniania wody. Ich eksperymenty polegały nie tylko na zmianach prądu i głębokości wody, ale również na dodawaniu lub usuwaniu przeszkód – masywnych obiektów w kształcie piramidy i litery V. Ich zamierzeniem było zaobserwowanie zachowań brzany iberyjskiej w odpowiedzi na różne, opracowane przez nich scenariusze. Aby ocenić reakcje ryb na krótkotrwałe fluktuacje poziomu wody, uczeni zbadali poziom glukozy i mleczanu, które są wskaźnikami stresu. Rejestrowali również ruchy wykonywane przez brzanę w odpowiedzi na przeszkody (lub ich brak) oraz zmiany ruchu w czasie szczytowych przepływów. W ten sposób uczestnicy projektu odkryli, że zarówno pojedyncze osobniki, jak i grupy ryb były w stanie tak samo szybko reagować na gwałtowne zmiany przepływów. W tym samym komunikacie współautor badania Jeffrey Tuhtan z Uniwersytetu Tallińskiego, jednego z partnerów projektu, powiedział: „Wyniki badań sugerują, że bodźce generowane przez przeszkody mogą być wykrywane przez ryby w celu znalezienia korzystnych energetycznie miejsc w przepływie, nawet w przypadku ekstremalnych i gwałtownie zachodzących zmian środowiskowych”.

W przypadku badań nad skutkami oddziaływań gwałtownych fluktuacji przepływu na zachowanie ryb sporym utrudnieniem jest powiązanie danej odpowiedzi behawioralnej ryby z konkretną zmianą przepływu. Aby rozwiązać ten problem, naukowcy wykorzystali sondę imitującą linię boczną, w której wykorzystano zasady działania systemu sensorycznego i motorycznego ryb. Ryby zbierają informacje o swoim otoczeniu poprzez narządy zmysłów ucha wewnętrznego i linię boczną składającą się z szeregu komórek sensorycznych zlokalizowanych wzdłuż ciała, które pomagają rybom w wykrywaniu ruchów i zmian ciśnienia w wodzie. Naukowcy zastosowali nowatorskie podejście do badań, w ramach którego połączyli obserwacje biologiczne zachowania ryb pływających pojedynczo i w grupach z technologią sensoryczną zainspirowaną budową samych ryb.

Zdaniem prof. Antonia Pinheira z Uniwersytetu Lizbońskiego, współautora badania, zrozumienie, w jaki sposób zaawansowane zdolności sensoryczne ryb pomagają im reagować na gwałtowne zmiany w otoczeniu, ułatwi naukowcom znalezienie skutecznych sposobów na zwiększenie ich odporności na zmianę klimatu. Zespół projektu FIThydro (Fishfriendly Innovative Technologies for Hydropower) ma w planach dalsze badanie rozwiązań przyjaznych dla środowiska, których celem jest zapobieganie działaniom szkodliwym dla populacji ryb. Projekt potrwa do 2020 roku.Więcej informacji: strona projektu FIThydro

Komentarze

INFORMACJE, OGŁOSZENIA

Przegląd uczelni w Polsce
Polskie uczelnie w obrazach
miniatura
miniatura ABK pomaga studentom WSAiB
miniatura
Polityka Prywatności