Ученые узнали, как крохотная креветка находит свой дом в огромном океане

Способ, каким креветки-опоссумы находят дорогу домой в пещеры, где они обитают днем после ночного кормления в открытом океане, определили французские ученые, сообщает 17 сентября сайт новостей науки EurekAlert.

Многие животные обладают способностью ориентироваться в направлении своего исходного местоположения (места размножения или территории добычи пищи). Всем известно, что лососи плывут нереститься туда, где родились, а почтовые (спортивные) голуби возвращаются домой, как бы далеко их не увезли от него.

Однако похожее поведение наблюдается у таких разных групп животных, как пчелы, лягушки, крысы и морские черепахи. Известно или предполагается, что особи при возвращении домой ориентируются по магнитному полю Земли или рисунку поляризованного света на небе.

Еще одна группа, которая умеет находить дорогу домой, — это обитающие в пещерах креветки-мизиды, иначе креветки-опоссумы, которых так называют из-за сумок — в них самки вынашивают своих личинок.

Ранее ученые установили, что мизиды для навигации в подводных пещерах могут использовать химические сигналы так же, как личинки кораллов и рыбы, обитающие в кораллах, способны отличать здоровые рифы от нарушенных.

Директор по исследованиям морской исследовательской станции Национального центра научных исследований Эндум, расположенной недалеко от Марселя, доктор Тьерри Перес рассказал о новой работе по исследованию креветок-мизид, руководителем которой он был:

«Здесь мы впервые показали, что мизиды могут различать запахи, содержащиеся в воде, — так называемый химический морской пейзаж, — характерный для их родной пещеры, и запахи соседних пещер. Это убедительно свидетельствует о том, что эти характерные морские пейзажи помогают им снова найти свою родную пещеру, когда они возвращаются из своих ночных миграций».

Перес с коллегами изучал вид мизид Hemimysis margalefi, обитающих в морских пещерах на северо-западе Средиземноморья. Эти креветки образуют плотные стаи, при этом в каждой пещере живут миллионы особей.

Предполагалось, что они остаются верны своим родным пещерам на протяжении всей своей жизни, которая длится от одного до двух лет. В сумерках они уплывают на сотни метров в открытую воду, питаясь там водорослями, детритом (останками мертвых животных) и зоопланктоном, а на рассвете возвращаются в ту же самую пещеру, чтобы укрыться от хищников.

Чтобы проверить, как они находят дорогу домой, были взяты пробы морской воды в трех подводных пещерах в национальном парке Каланки на юге Франции: Фоконьер, 3PP и Жарр. Эти пещеры находятся на глубине от 11 до 24 метров и на расстоянии от 8 до 20 километров друг от друга.

Также были пойманы сотни взрослых особей H. margalefi из пещер Фоконьер и Жарр. Для контроля исследователи взяли особей другого рода мизид — Leptomysis — которые обитают не в пещерах, а на мелководье около станции Эндум.

Эксперимент состоял в помещении одной креветки в начало Y-образного канала, у которого каждое ответвление соединялось с 10-литровым резервуаром с морской водой одной из пещер. Эта вода вытекала из резервуаров в канал со скоростью 50 миллилитров в минуту, перенося различные водорастворимые метаболиты.

То есть испытуемая креветка могла выбирать водный поток, характерный для одной двух пещер, а время, проведенное в рукаве, было показателем их предпочтений. При этом вода из пещеры 3PP, не родная ни одной из групп креветок H. margalefi, использовалась как контрольная. После каждого испытания канал опорожнялся и промывался контрольной водой, после чего резервуары перед рукавами менялись местами.

Всего было протестировано 286 особей, из которых 230 были H. margalefi и 56 — Leptomysis. Чтобы проверить влияние времени суток на предпочтения креветок, испытания проводились утром и днем, однако такая смена не отразилась на результатах.

Эксперименты показали, что H. margalefi предпочитали воду из своей пещеры. Так, особи из пещеры Жарр провели в 16 раз больше времени в рукавах с водой именно из своей пещеры, чем в рукавах с водой 3PP. В свою очередь, особи из пещеры Фоконьер провели в три раза больше времени в рукавах с водой Фоконьер, чем с водой 3PP.

При этом особи из пещеры Жарр не отдавали предпочтения воде Фоконьер по сравнению с 3PP, а особи из пещеры Фоконьер не отдавали предпочтения воде Жарр по сравнению с 3PP. Точно так же не живущие в пещере Leptomysis никогда не отдавали предпочтения одному типу воды по сравнению с другим.

Чтобы определить особенности воды в каждой пещере, исследователи применили сверхвысокоэффективную жидкостную хроматографию в сочетании с масс-спектрометрией высокого разрешения (UHPLC-HR-MS).

В результате они установили, что морской ландшафт этих пещер в основном состоял из природных пептидов, жирных кислот, стероидов и алкалоидов, а также антропогенных загрязняющих веществ, при этом химический состав воды пещеры Жарр сильно отличался от состава воды пещеры Фоконьер, а вода из 3PP была по составу как бы промежуточной между ними.

Исследователи выдвинули гипотезу, согласно которой основной вклад в формирование морского ландшафта подводных пещер вносят неподвижные организмы, такие как губки, в большом количестве имеющиеся в этих пещерах и вырабатывающие множество особых метаболитов.

«Мы знаем, что доступность пищи в экосистемах морских пещер во многом зависит от ежедневных миграций зоопланктона, такого как мизиды. Наши результаты показывают, что любое изменение качества воды или сидячей фауны внутри пещер может изменить их химический морской ландшафт, что, вероятно, негативно скажется на функционировании всей экосистемы», — указал руководитель исследования.

Он отметил, что в связи с глобальными климатическими изменениями всё более часто происходит массовая гибель губок, и это вызывает беспокойство в отношении креветок.

«В настоящее время мы продолжаем изучать наши результаты, пытаясь сопоставить химические морские ландшафты из разных пещер с биоразнообразием обитающих в них сидячих организмов, уделяя особое внимание роли метаболитов губок и кораллов», — сказал Перес.

Результаты исследования ученые представили в статье «Циркадные миграции ракообразных, обитающих в пещерах, определяются химическим составом их родного морского ландшафта», опубликованной в журнале Frontiers in Marine Science.