Ученые относительно мало знают о тысячах видов рыб, обитающих в крупнейшей речной системе мира — от примитивной арапаймы с костлявым языком, которая является самой большой рыбой в Амазонке, до гигантских сомов, которые совершают одни из самых длительных миграций среди пресноводных рыб. в мире. Многие из этих видов редки, находятся под угрозой исчезновения или находятся под угрозой исчезновения.
С этой целью четыре исследователя, в том числе доцент кафедры дикой природы Вирджинии Леандро Кастелло, опубликовали в новом онлайн-журнале Royal Society Open Science исследование, в котором описывается использование химического анализа ушных камней или "отолитов" для выявления деталей история жизни рыбы, потенциально раскрывающая миграционные маршруты и среду обитания, с которыми рыба сталкивается во время своих путешествий.
В документе «Раскрытие истории жизни амазонских рыб с помощью микрохимии отолитов» описывается идентификация химических маркеров, которые могут проследить путь рыбы до устья Амазонки и до «черной воды» по сравнению с. реки "белой воды".
«Другой маркер показывает, что по крайней мере один вид, амазонская воронья, может быть не таким оседлым, как считалось ранее, что поднимает новые вопросы о том, как лучше всего обеспечить долгосрочное выживание этой экономически важной рыбы», — сказал Кастелло.
Кастелло, защитивший докторскую диссертацию в Колледже экологических наук и лесного хозяйства (ESF) SUNY в Сиракузах, штат Нью-Йорк, и в течение трех лет являвшийся преподавателем Технологического колледжа природных ресурсов и окружающей среды Вирджинии, специализируется на исследованиях по сохранению Амазонки и служил в докторском комитете Теда Херманна, исследователя рыболовства в ESF и ведущего автора статьи об исследовании ушных камней у рыб.
«Амазонские рыбы могут исчезнуть, если мы не узнаем о них больше», — сказал Германн. "Мы почти ничего не знаем о многих из них, хотя многие собирают с угрожающей скоростью. Амазонка — уникальная экосистема, и некоторые из этих рыб — огромные животные. Они могут исчезнуть в считанные десятилетия."
Камни в ушах — это твердые структуры из карбоната кальция, которые способствуют способности рыб слышать и сохранять равновесие.
Они растут и образуют кольца каждый год, как годичные кольца деревьев.
Изучение химического состава ушных камней рыб является частью формирующейся совокупности знаний, которые закладывают важнейшую основу для сохранения этих видов, находящихся под угрозой исчезновения, и управления ими. Цель состоит в том, чтобы предоставить менеджерам рыболовства и защитникам природы лучшую информацию о том, как защитить рыб от угроз, включая вырубку лесов, добычу полезных ископаемых, бурение нефтяных скважин, строительство плотин для гидроэлектростанций и перелов.
Исследование является частью докторской диссертации Германа. Помимо Кастелло, соавторами исследования являются Дональд Дж. Стюарт, советник Германа, и Карин Лимбург, экологи рыболовства в ESF.
Исследование было сосредоточено на миграции видов амазонских рыб, некоторые из которых преодолевают расстояние до 3200 километров — около 2000 миль — и пересекают международные границы в течение своей жизни.
Стюарт сказал: «Когда промысловые рыбы мигрируют между несколькими странами, их сохранение и управление требуют международных соглашений, а те, в свою очередь, требуют знания базовой биологии рыб."
Плотины также представляют собой проблему. «Поскольку в бассейне Амазонки строится все больше и больше плотин гидроэлектростанций, такая новая информация может позволить нам определить участки, где плотины будут иметь минимальное воздействие на этих рыб и связанный с ними улов», — отметил Кастелло.
Особый интерес для исследователей представляют истории, рассказываемые отолитами — ушными камнями, которые способствуют способности рыб слышать и сохранять равновесие.
Отолиты, состоящие из карбоната кальция, растут по мере роста рыбы, каждый год образуя кольца, которые можно прочитать почти так же, как кольца дерева. В их росте присутствуют следы других элементов, которые отражают химический состав воды, в которой жили рыбы. С помощью рентгенофлуоресцентного и масс-спектрометрического анализа ученые могут извлечь из отолитов историю роста и перемещений рыб в различных средах.
«Использование анализа химического состава отолитов в качестве метода исследования дает явные преимущества по сравнению с другими методами отслеживания», — сказал Херманн. Обширная система Амазонки, которая истощает почти 7 миллионов квадратных километров (примерно 4.3 миллиона квадратных миль) означает, что большинство мест достаточно удалено, поэтому мечение для многих видов является непрактичным и дорогостоящим. Некоторые виды активно передвигаются на протяжении всей своей жизни, что затрудняет прямое отслеживание.
Устройства для мечения и слежения, как правило, нельзя использовать на личинках или мелкой молоди, в результате чего ранняя жизнь рыбы остается неизвестной; Кроме того, дорогостоящие спутниковые метки могут быть потеряны, если рыбак поймает рыбу.
Лучшие управленческие решения требуют знания истории жизни рыбы от вылупления через личиночную, молодую и взрослую стадии в дополнение к ее нерестовому поведению. Например, отолиты рассказывают историю о том, жила ли рыба в «черной воде» (более кислые реки, которые напоминают чай и изобилуют разлагающимся растительным материалом) или в «белой воде» (реки, тяжелые с отложениями, которые выглядят как кофе с молоко). В устье Амазонки также есть свои собственные химические маркеры, связанные со смесью пресной и соленой воды, которые указывают на то, что рыба провела часть своей жизни в этой обширной уникальной экосистеме.
«Рыба — наш последний источник пищи в дикой природе», — сказал Германн. "Все остальное мы получаем с ферм. Но это филе трески из продуктового магазина было диким животным. Мы пытаемся изучить их биологию как можно быстрее — либо до того, как их окружающая среда будет разрушена, либо до того, как мы их всех съедим."
В общем, Кастелло "рассматривает это исследование как пример огромной пользы химии, позволяющей узнать больше о жизни рыб Амазонки. Этот химический метод очень рентабелен, поэтому с его помощью можно быстро и дешево предоставить необходимую информацию."