Kredit:Pixabay/CC0 Public Domain
Människor är inte de enda som lider av aldrig tidigare skådade värmeböljor i ett värmande klimat. Tänk på den ödmjuka minnow. Dessa små fiskar representerar den avgörande basen i näringskedjan i många sötvattensekosystem. Och som alla fiskar, justerar fiskar sin kroppstemperatur för att matcha sin omgivning. Kan elrita laga mat när klimatförändringarna ökar värmen?
En ny studie från University of Illinois visar att fathead-minnow, en allestädes närvarande bytesfisk i nordamerikanska vattendrag, kan hantera simulerade värmeböljor med förvånansvärt få otäcka biverkningar.
"Fathead minnows är verkligen vanliga i hela Nordamerika och de är ett viktigt byte för många karismatiska sportfiskare som bryr sig om. Så att lära oss hur de hanterar värmeböljor i den här studien ger oss goda insikter om det potentiella ödet för sötvattensmatnät under klimatet förändring", säger Cory Suski, professor vid institutionen för naturresurser och miljövetenskap vid U of I och medförfattare till studien.
Suski säger att få forskare fokuserar på effekterna av värmeböljor specifikt. Istället kan de modellera en organisms värmetolerans vid 2 eller 3 grader Celsius över nuvarande medeltemperaturer, den förväntade långsiktiga ökningen under vissa klimatscenarier. Men det är de kortvariga temperaturtopparna – 5 till 10 grader över genomsnittet – som verkligen testar en varelse fysiologiska styrka.
Doktoranden Qihong Dai använde temperaturer som han registrerade i jordbruksbäckar under normala sommartemperaturer och värmeböljor för att testa elritsarnas fysiologiska reaktioner i labbet. Han lät fisken acklimatisera sig till laboratorietankar vid 25 grader innan han snabbt ökade vattentemperaturen till 32 eller 34 grader. Efter en timme fick han tillbaka temperaturen till 25 grader.
När han simulerade en enda, kortvarig värmebölja, lämnade han det där. Men Dai simulerade också upprepade värmeböljor – en timme vid 32 eller 34 grader tre dagar i rad – och utökade värmeböljor, där vattentemperaturen förblev hög i 48 timmar.
"Efter våra simulerade värmeböljor testade vi enzymer som speglar elritornas förmåga att utföra aeroba och anaeroba aktiviteter. Vi kunde också testa förändringar i deras ämnesomsättning under värmeböljor," säger Dai. "Efter alla tre värmeböljssimuleringarna återgick de flesta fiskor snabbt till normal fysiologisk funktion när vi kylde ner vattnet igen."
Forskarna testade också elritornas "kritiska termiska maximum" efter varje värmeböljesimulering och jämförde dem med fiskar som inte utsatts för värmeböljor. I dessa tester utsätts fiskar för långsamt stigande temperaturer tills de börjar agera lite "woozy och vingligt", med Suskis ord. Sedan överförs de säkert tillbaka till kallare temperaturer där de återfår normal funktion.
Överraskande nog gjorde exponering för värmeböljor faktiskt primer för att motstå högre temperaturer i det kritiska termiska maximala testet. But that came at a cost for some fish.
"The heatwave didn't impair their ability to swim or go about their business. In fact, they could handle higher temperatures after the heatwaves, but some became more susceptible to oxidative stress. That could lead to long-term tissue degradation from free radical damage and other physiological problems," Suski says.
Despite the cost, most minnows seemed to come out stronger on the other side of the simulated heatwaves, at least in the short term.
"We are surprised but also excited to see how minnows can be so resilient to heatwaves in the Midwest," Dai says.
The study is published in Freshwater Biology . + Utforska vidare
