Undersøgelse viser, at overskyet vand kan få afrikanske fisk til at udvikle større øjne

Variationer i vandkvaliteten kan påvirke udviklingen af ​​det visuelle system af en art af afrikansk fisk, foreslår en ny undersøgelse.

Forskningen, ledet af Jai Tiarks, en nyuddannet alun i miljø og naturressourcer ved Ohio State University, fandt ud af, at alder var en afgørende faktor for, om fisk kunne klare nye forhold i deres undervandsmiljø.

Undersøgelsen af ​​Blue Lips cichliden, en art hjemmehørende i sumpe og søer i Uganda, viste, at øjnene og pupilstørrelsen på unge fisk opdrættet i grumset vand voksede sig større end hos fisk opdrættet i klart vand. Dette fænomen skete uanset det miljø, hver yngels forældre stammer fra.

Undersøgelsen blev for nylig offentliggjort i Journal of Experimental Biology .

Syn er en vital sans for mange væsner, da det at være i stand til at navigere i deres omgivelser godt giver dem et forspring, når det kommer til at holde fast i deres plads i fødekæden. Men når et økosystem bliver bombarderet med nye miljøstressorer, har de fleste organismer i dyreriget tre måder, de reagerer på de negative resultater på.

Disse valg, sagde Tiarks, er at tilpasse sig, flytte til et andet sted eller dø ud.

"Cichlider er kendt for at udfylde en enorm mangfoldighed af forskellige økologiske nicher og være i stand til at tilpasse sig ændringer i deres miljø," sagde de. "Det har vakt stor interesse fra et evolutionært synspunkt, især for den tidsskala, som denne tilpasning finder sted."

For at lære mere om, hvordan og hvornår disse tilpasninger sker, opdrættede forskere halvdelen af ​​en yngel af fisk i tanke med klart vand og placerede den anden halvdel i tanke med uklart vand.

Forskere målte derefter diameteren af ​​øjet og pupillen af ​​både de unge fisk og voksne cichlider i eksperimentet, idet de bestemte, at yngre populationer faktisk havde fået træk, der gjorde det muligt for dem at vokse større øjenstrukturer som reaktion på overskyet vand.

"Da cichliderne var unge, havde de denne enorme plasticitet og var i stand til at ændre deres fysiologi for at klare de uklare miljøforhold," sagde Tiarks. "Men da vi så på fiskene, der var ældre, havde de ikke den samme fleksibilitet."

Undersøgelsen noterer sig også en overordnet forskel i mønsteret af øjen- og hjernestørrelser mellem unge og gamle fisk. Oprindeligt forventede holdet at finde ud af, at fisk opdrættet i grumset vand ville udvise større hjerner end dem, der opdrættes i klart vand, da det at have større øjne ikke betyder meget, hvis hjernen ikke udvikler sig til at behandle den visuelle information.

I stedet afslørede digitale fotografier af deres biologiske systemer, at ældre fisk havde større hjerner og optiske lapper i forhold til deres længde og hjernemasse sammenlignet med de relative størrelser af disse strukturer hos yngre fisk. Dette kunne tyde på, at fisk i lighed med pattedyr oplever forskellige sensoriske krav på forskellige stadier i løbet af deres liv.

Det er stadig uklart, om mange af disse ændringer er forårsaget af eksterne miljøvariabler som mængden af ​​ilt i vandet eller fysiske ændringer som seksuel modning.

Spørgsmålet om at vokse op i klart versus grumset vand er et reelt problem for Blue Lips cichliden, især med skiftende økosystemer i deres afrikanske habitat.

Skovrydning er en af ​​de førende årsager til stigende habitatødelæggelse og grumset i floder og søer. Når træer fældes, bliver stabiliteten af ​​den nærliggende jord rykket op med rode, hvilket fører til aflejring af sediment i nærliggende vandsystemer, sagde Tiarks.

"Hver gang der er en storm, bliver al den jord, sediment og vegetation, der blev holdt på plads af træer, ikke holdt på plads længere," sagde de. "Det hele ender i det vandområde, der er tættest på, og det er en direkte stressfaktor for vores markområder og de befolkninger, der bor der."

Undersøgelser som denne tyder på, at efterhånden som menneskeskabte miljøændringer fortsætter med at forværres, kan visse dyrepopulationer som fisk muligvis bestå selv i mindre end ideelle levesteder.

For Tiarks giver dette fænomen en vis grad af håb om, at menneskers negative indflydelse på miljøet ikke er så livsændrende for alle arter, som det ser ud til i øjeblikket.

"Vi forårsager og driver ændringer i disse fiskesystemer," sagde Tiarks. "Men at holde fast i eksempler på arter, der faktisk kan klare de forandringer, der sker omkring dem, er en god påmindelse om, hvor kraftfuld og fleksibel naturen er."

Flere oplysninger: J. H. Tiarks et al., Turbiditet driver plasticitet i øjnene og hjernerne på en afrikansk cichlide, Journal of Experimental Biology (2024). DOI:10.1242/jeb.246708

Journaloplysninger: Journal of Experimental Biology

Leveret af Ohio State University