В биологии и науке о рыболовстве широко обсуждается роль кислорода в росте рыб и других дышащих водой животных. Новое исследование показывает, что изменения в развитии отдельных особей рыб и экспериментальные ошибки являются причинами несоответствий, которые ошибочно связывали с теорией ограничения кислорода жабрами (GOLT). Эта теория была разработана для объяснения влияния поглощения кислорода на рост рыб.
В статье, опубликованной в журнале Fishes, исследователи из инициативы Sea Around Us в Университете Британской Колумбии и Лейденском университете используют данные по 33 видам рыб, чтобы поддержать аргумент о том, что небольшие различия между увеличением потребления кислорода и ростом площади поверхности жабр у рыб не опровергают принципы GOLT.
Теория ограничения кислорода жабрами
Теория ограничения кислорода жабрами утверждает, что по мере роста рыбы их жабры не могут удовлетворить растущие потребности в кислороде, что ограничивает их рост. Это происходит потому, что жабры — это двумерные поверхности, которые растут в длину и ширину, в то время как тела рыб — трёхмерные и растут в длину, ширину и глубину. Таким образом, по мере роста рыбы у них становится меньше площади поверхности жабр, и их жабры обеспечивают меньше кислорода на единицу объёма или веса.
Доктор Даниэль Польи, ведущий автор исследования и главный исследователь инициативы Sea Around Us, и его соавтор доктор Йоханнес Мюллер использовали серию расчётов, чтобы оценить для 33 исследованных видов рыб, как количество кислорода, которое рыба использует, и общая площадь поверхности жабр соотносятся с размером тела.
Результаты исследования
Ряд предыдущих исследований утверждал, что если бы темпы потребления кислорода и роста жабр у рыб не были точно пропорциональны, GOLT была бы опровергнута. Однако, основываясь на данных и оценках, представленных в этой новой статье, небольшие различия, обнаруженные в более ранних исследованиях, были вызваны изменениями в том, как жабры растут и функционируют по мере развития отдельных рыб, различиями в том, насколько легко кислород проникает из воды в кровь рыбы (этот процесс различается внутри видов в зависимости от среды обитания рыб), а также случайными ошибками и несоответствиями в способе сбора данных.
«Несмотря на то что некоторые наборы данных показали различия между темпами потребления кислорода и роста жабр у отдельных рыб, существенного несоответствия между ними не было», — сказал доктор Мюллер, доцент Лейденского университета.
Согласно исследователям, даже если учитывать выбросы, общие результаты подтвердили, что площадь поверхности жабр остаётся основным фактором, определяющим доступность кислорода и, следовательно, рост рыб.
«По мере того как изменение климата приводит к потеплению и снижению содержания кислорода в мировом океане, правильное понимание этих процессов имеет решающее значение. Рост рыб имеет важное значение для функционирования экосистем и, следовательно, для управления рыболовством», — сказал доктор Польи.