Ученые выяснили, как лосось «видит» время для миграции
При воздействии дневного света на гипофиз лосося в нём активируется ТТГ (красный и зелёный цвета). Автор: Стивен Маккормик.
Ученые раскрыли одну из загадок ихтиологии: как мигрирующие рыбы определяют, когда пришло время перемещаться из зимних местообитаний в летние. Способность чувствовать смену времен года критически важна для многих ключевых событий в жизни, включая питание, нерест и саму миграцию.
Многие животные чувствительны к фотопериоду — изменению продолжительности светового дня в течение года. Хотя ученые хорошо понимают, как фотопериодизм работает у птиц и млекопитающих, механизм, с помощью которого рыбы распознают изменения длины дня, долгое время оставался загадкой.
Команда исследователей под руководством биолога Стивена Маккормика из Массачусетского университета в Амхерсте обнаружила, что гипофиз лосося, расположенный в основании мозга, содержит фоторецепторы, которые могут «видеть» изменение дневного света и таким образом определять время миграции.
Исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, не только проливает свет на загадку миграции, но и поможет в планировании мер противодействия разрушительному влиянию изменения климата на популяции мигрирующих рыб.
«Многие животные, особенно в умеренных широтах, должны чувствовать смену времен года, — говорит Маккормик. — Им необходимо готовиться к зиме или знать, когда наступает весна, и это критически важно для всего — от спаривания до поиска пищи. Один надежный способ сделать это — определять время года по количеству дневного света».
Ученые годами знали, что у птиц и млекопитающих увеличение светового дня запускает цепь гормональной активности. Гипофиз производит тиреотропный гормон (ТТГ), который поступает в мозг и изменяет выработку фермента дейодиназы, преобразующего гормон щитовидной железы тироксин (T4) в его более активную форму T3. Именно повышение уровня T3 в мозге, по-видимому, стимулирует различные сезонные реакции — от миграции до роста и размножения.
Команда Маккормика, в которую вошли ученые из Токийского университета, Университета Тохо и Гётеборгского университета, не только впервые подтвердила, что этот базовый путь одинаков у рыб, но и обнаружила, что способ восприятия рыбами изменения длины дня кардинально отличается от птиц и млекопитающих.
Исследователи сосредоточились на атлантическом лососе. Как выяснилось, лосось может воспринимать дневной свет не только глазами — от 7% до 9% солнечного света проникает через голову рыбы и достигает самого гипофиза, который усеян фоторецепторами. Ученые обнаружили это, удаляя гипофизы, подвергая их воздействию различной продолжительности светового дня и наблюдая, как уровень ТТГ в железах менялся в ответ на длинные дни.
«Всё это стимулируется изменениями в дневном свете, — говорит Маккормик, — и теперь мы знаем, как и почему».
Способность гипофиза напрямую воспринимать изменения продолжительности светового дня ранее не наблюдалась ни у одного позвоночного животного.
Это открытие имеет важное значение для выживания мигрирующих рыб. Из-за изменения климата сезонные изменения теперь не так жестко привязаны к длине дня, и мигрирующие виды нередко прибывают на летние кормовые угодья уже после того, как их источник пищи мигрировал в другое место.
«Теперь, когда мы знаем, как фотопериодизм работает у рыб, — говорит Маккормик, — мы можем лучше понять темпы их эволюции, и это поможет нам определить лучшие методы помощи рыбам в условиях потепления климата».
Больше информации: Stephen D. McCormick et al, The fish pituitary directly responds to daylength and drives seasonality, Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences (2025). DOI: 10.1098/rspb.2025.1611
0 комментариев