Кислородное голодание: российские учёные испытали мидий на способность выживать в условиях глобального потепления

Черное море стремительно закисляется, и это ставит под угрозу рентабельность марикультурных хозяйств. Российские биологи из Севастополя в ходе уникального лабораторного эксперимента выяснили критический порог выживаемости мидий в агрессивной среде: моллюски способны держать удар ровно шесть суток, после чего в их организмах запускаются необратимые патологические процессы.

Исследователи из Института биологии южных морей имени А. О. Ковалевского РАН смоделировали сценарий, который уже в ближайшие десятилетия может стать реальностью для всей акватории региона. Повышение концентрации углекислого газа в атмосфере из-за промышленных выбросов ведет не только к глобальному потеплению, но и к химической трансформации воды — так называемой океанической гипоксии. Для Черного моря, где экологический баланс и без того хрупок, этот тренд представляет прямую угрозу для биоресурсов.

Как проходил эксперимент над моллюсками

Объектом изучения стали 270 мидий, собранных на марикультурной ферме в окрестностях Севастополя. После двухнедельной акклиматизации в лабораторных условиях подопытных разделили на три группы. Первая, контрольная, осталась в привычной среде. Две другие были помещены в закисленную воду. Причем для одной из групп ученые дополнительно создали условия гипоксии — критической нехватки кислорода.

На третий, шестой и восьмой день биологи проводили забор гемолимфы (аналога крови) и тканей пищеварительной железы. Результаты показали, что у всех мидий в неблагоприятной среде ухудшилось качество гемолимфы: резко снизилось количество гемоцитов — клеток, отвечающих за питание тканей и иммунный ответ. Однако самое тревожное изменение зафиксировали у тех особей, которые одновременно боролись и с кислотой, и с кислородным голоданием. Их гемоциты начали вырабатывать примерно в два раза меньше активных форм кислорода — ключевых молекул для уничтожения бактерий и вирусов.

Шестидневный запас прочности

Главный вывод, который сделали севастопольские ученые: мидии способны выдерживать закисление без фатальных последствий не более шести суток. По истечении этого срока в организме запускаются деструктивные изменения. При этом наличие гипоксии многократно усугубляет ситуацию, подрывая иммунную систему моллюсков.

«Поэтому важно проводить мониторинг изменений кислотности и содержания растворённого кислорода как в местах естественного обитания моллюсков, так и на марикультурных фермах, где выращивают двустворчатых моллюсков», — пояснила руководитель лаборатории экологической иммунологии гидробионтов ФИЦ ИнБЮМ Александра Андреева.

Полученные данные имеют прикладное значение. Для предприятий, специализирующихся на промышленном разведении мидий, это сигнал к внедрению систем раннего предупреждения о химических изменениях воды. В противном случае даже краткосрочное закисление, вызванное, например, штормовым выбросом или антропогенным загрязнением, может привести к массовой гибели или болезни товарной партии.

Ранее в научной среде преобладало мнение, что моллюски Черного моря обладают высокой адаптивностью. Новое исследование опровергает эту гипотезу: порог устойчивости оказался значительно ниже, чем предполагалось. В условиях, когда закисление воды ускоряется, а уровень растворенного кислорода падает, даже такой выносливый вид, как черноморская мидия, оказывается на грани физиологических возможностей. Для марикультурной отрасли это означает необходимость пересмотра стандартов безопасности и локации ферм с учетом прогнозов изменения химического состава воды.