Обитатели Мирового океана не могут жить ниже определённой границы

Учёные утверждают: маловероятно, что какие бы то ни было виды рыб смогут выжить в океанических глубинах ниже отметки в 8200 метров. Ранее никто не видел ни одной живой рыбы на такой глубине. Недавно исследователи обнаружили физиологические причины, объясняющие это явление.

Оказалось, что в тканях рыб действует конкретный молекулярный механизм, помогающий выдерживать сокрушительное давление толщи воды. Чтобы попасть на глубину ниже отметки в 8 километров, необходим механизм совершенно иной.

Эти важные молекулы представляют собой так называемый осмолит или триметиламин N-оксид (TMAO). Именно он придаёт рыбе своеобразный запах.

TMAO помогает стабилизироваться белкам в организме рыб, которые создают и поддерживают форму его клеток. Без него клетки будут деформированы высоким давлением, характерным для глубины, и попросту перестанут функционировать.

Исследовательская группа обнаружила, что чем глубже обитает рыба, тем больше в её организме TMAO. Они проверили эту связь на примере липариса (Liparidae), обитающего на ультраабиссали нижней части жёлоба Кермадек к северу от Новой Зеландии.

Липарисы живут на глубине около 7 тысяч метров и питаются мелкими ракообразными, которые в свою очередь едят органические вещества, поступающие из верхних слоёв океана.

"Вид Notoliparis kermadecensis — это, безусловно, самая глубоководная рыба из тех, что нам удалось поймать и изучить, – рассказывает ведущий автор работы профессор Пол Янси (Paul Yancey) из колледжа Уитмен в США. – И в её организме — самые высокие уровни этой молекулы TMAO".

Так почему же рыбы не могут преодолеть отметку в 8-8,5 километров?

"Мы знаем, что если уровень ТМАО слишком высок, белки становятся настолько стабильными, что уже не в состоянии работать, – объясняет профессор Янси. – Белок миозин в мышечных тканях, например, необходим для сокращения мышц, а если уровни ТМАО превышены, он перестаёт выполнять свою функцию. Также высокая концентрация ТМАО может привести к отёку мозга".

На большой глубине крайне высокое осмотическое давление, с которым морская рыба не в состоянии справиться.

Рыба не может обитать в ультраглубоких областях океана, например, в Марианской впадине, глубина которой составляет почти 11 километров. Но это не означает, что там нет других форм жизни, которые в состоянии занять эту нишу. Например, ниже отметки в 8 километров встречаются в относительно большом количестве одноклеточные представители домена археи, бактерии и фораминиферы и даже некоторые животные, например, морские анемоны и морские огурцы.

"Одним из видов организмов, которые регулярно наблюдаются в самых глубоких местах, являются бокоплавы, – рассказывает соавтор работы доктор Алан Джеймисон (Alan Jamieson) из британского Абердинского университета. – Эти ракообразные невероятно терпимы к давлению. Они могут пережить удивительные сжатия и декомпрессию. Но у них, кажется, в организме сразу пять осмолитов, в то время как у рыб всего лишь один ТМАО".

То есть, для того чтобы погрузиться на экстремальную глубину, рыбам необходимо развить дополнительные механизмы адаптации.

У биологов возник вопрос: почему же они в ходе эволюции не сделали это? Авторы считают, что, вероятно, очень глубокие точки океана сформировались быстрее, чем рыба смогла развить необходимые для проживания в них адаптационные механизмы.

Доктор Джеймисон считает, что эволюционную биологию следует соотнести с геологической историей. Возможно, некогда граница в 8 тысяч метров было максимальной океанической глубиной.

Научная работа исследователей была опубликована в журнале PNAS.