暴露于污染物也会干扰鲑鱼的嗅觉,也测试了鲈鱼的鼻子检测能力不同的气味

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当二氧化碳被海水吸收时,形成碳酸,使水更酸。自工业革命以来,海洋二氧化碳增加了43%,预计到本世纪末将达到目前水平的两倍半。

嗅觉的能力对鲑鱼至关重要。他们依靠气味避开掠食者,嗅出猎物并在生命结束时回到家中,当他们回到他们孵化产卵和死亡的溪流时。

鱼利用它们的嗅觉(嗅觉)来寻找食物,安全的栖息地,避开掠食者,相互认识并找到合适的产卵场。因此,降低其嗅觉能力可以损害这些生存的基本功能。

华盛顿大学和NOAA渔业西北渔业科学中心的最新研究表明,由于碳排放继续被我们的海洋吸收,这种强烈的嗅觉可能会遇到麻烦。海洋酸化正在改变水的化学性质并降低其pH值。具体而言,水中较高水平的二氧化碳或二氧化碳会影响银大麻哈鱼处理和响应气味的方式。

这项新研究提供的证据表明,经济上重要的物种将受到二氧化碳浓度升高的影响,使鱼类易受影响,因为它会影响它们检测气味的能力。

鲑鱼着名地使用他们的鼻子来生活中的许多重要方面,从导航和寻找食物到检测掠食者和繁殖。因此,了解鲑鱼是否会受到海洋环境中未来二氧化碳条件的影响非常重要,主要作者Chase
Williams说,他是威斯康星大学环境与职业健康科学系Evan
Gallagher实验室的博士后研究员。公共卫生。

领导这项研究的埃克塞特大学研究员Cosima
Porteus博士说:我们的研究首次研究了海洋中二氧化碳浓度升高对鱼类嗅觉系统的影响。首先,我们比较了幼鱼鲈鱼的行为。当今海洋环境中典型的二氧化碳水平,以及本世纪末预测的二氧化碳水平。酸性水域中的鲈鱼游得更少,当它们遇到掠食者的气味时不太可能做出反应。这些鱼也更容易冻结表示焦虑。

该研究于12月18日发表在全球变化生物学杂志上,是第一个证明海洋酸化影响coho
salmons嗅觉的研究。该研究还采用了比早期海水鱼类更全面的​​方法,通过观察感觉神经系统中鱼类嗅觉侵蚀的能力,以及嗅觉损失如何改变其行为。

埃克塞特大学的专家与海洋科学中心(CCMar,Faro,葡萄牙)和环境,渔业和水产养殖科学中心(Cefas)的科学家合作,也测试了鲈鱼的鼻子检测能力不同的气味。他们通过记录神经系统中的活动来做到这一点,同时他们的鼻子暴露在具有不同水平的二氧化碳和酸度的水中。

我们对其他研究小组的研究和研究表明,暴露于污染物也会干扰鲑鱼的嗅觉,高级合着者,威斯康星大学毒理学教授加拉格尔说。现在,鲑鱼可能因接触污染物而面临一两次冲击,并增加二氧化碳排放的负担。这些对我们鲑鱼的长期生存有影响。

Porteus博士补充说:海水鲈鱼的嗅觉减少了一半,海水被酸化,预计在本世纪末达到二氧化碳水平。它们能够检测和响应与食物有关的一些气味。与其他气味相比,受威胁的情况受到的影响更大。我们认为这可以通过酸化水来解释气味分子如何与鱼的鼻子中的嗅觉受体结合,从而减少它们区分这些重要刺激的程度。

该研究小组想要测试通常依赖于嗅觉的幼年银大麻哈鱼如何提醒他们捕食者和其他危险因二氧化碳增加而表现出恐惧反应。随着大气中二氧化碳的增加,Puget
Sound的水域将吸收更多的二氧化碳,从而导致海洋酸化。

科学家们还研究了水中二氧化碳和酸度的升高如何影响鲈鱼鼻子和大脑中表达的基因,并发现许多参与感染气味和处理这些信息的人的表达发生了改变。尽管在研究中仅使用鲈鱼,但嗅觉所涉及的过程对于许多水生物种来说是常见的,因此这些发现应该广泛应用。

在Mukilteo的NOAA渔业研究实验室,研究小组建立了三种不同pH值的盐水罐:今天的Puget
Sound平均pH值,从现在起50年后的预测平均值,以及未来预测的100年平均值。他们将幼年银大麻哈鱼暴露于这三种不同的pH水平,持续两周。

Porteus博士说:我想检查一下鱼是否有能力弥补这种嗅觉减退的影响,但发现他们的鼻子中没有增加嗅觉受体基因的表达,反而加剧了问题。

两周后,该团队进行了一系列行为和神经测试,以确定鱼类的嗅觉是否受到影响。将鱼放入储存罐中并暴露于鲑鱼皮提取物的气味,这表明捕食者的攻击并且通常促使鱼隐藏或游走。水中含有当前二氧化碳水平的鱼通常会对有害气味产生反应,但来自二氧化碳含量较高的水箱的鱼似乎并不介意或检测到气味。

来自埃克塞特大学的罗德威尔逊教授也评论了二氧化碳未来世界鱼类面临的困境:我们有趣的结果表明,二氧化碳会直接影响鱼的鼻子。这将是二氧化碳对其中心影响的补充。之前其他人提出的神经系统功能提出了大脑本身的信息处理能力受损。目前尚不清楚鱼类在未来二氧化碳上升时能够快速克服这些问题。但是,必须应对两种不同的由二氧化碳引起的问题,而不仅仅是一个,可能会降低他们的适应能力或需要多长时间。

在行为测试之后,测量每个鱼的鼻子和大脑中的神经活动 –
特别是在嗅球中处理有关气味的信息 –
以测量嗅觉被改变的位置。在所有二氧化碳条件下,鼻子中的神经元信号传导是正常的,这意味着鱼可能仍然可以闻到气味。但当他们分析嗅球中的神经元行为时,他们发现处理被改变了

  • 这表明鱼不能将气味转化为适当的行为反应。

最后,研究人员分析了鱼的鼻子和嗅球的组织,看看基因表达是否也发生了变化。发现基因表达途径对暴露于较高水平的CO2的鱼而言是改变的,特别是在其嗅球中。

在鼻子水平,我们认为神经元仍在检测气味,但当信号在大脑中被处理时,这就是消息可能被改变的地方,威廉姆斯说。

威廉姆斯说,在野外,鱼类可能会对那些意味着捕食者的气味变得越来越无动于衷,要么需要更长时间才能对气味作出反应,要么根本不去游走。虽然这项研究专门研究了嗅觉改变如何影响鱼类对危险的反应,但是如果鱼类无法进行,那么依赖于气味的其他关键行为(如导航,繁殖和食物狩猎)也可能受到打击。充分加工气味。

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