Jak temperatura wody wpływa na rozwój ryb?
Temperatura wody w akwarium jest równie ważna jak kwasowość (pH) czy zawartość różnych związków azotu, choć nie wszyscy przywiązują do tego parametru szczególnie dużą wagę. To od temperatury zależy rozpuszczalność substancji chemicznych i gazów (w tym tlenu i dwutlenku węgla). Dlatego jej odpowiedni poziom rzutuje na życie zarówno roślin, jak i zwierząt akwariowych. Przytaczając wyniki ciekawych badań naukowych, przybliżę, jak temperatura wody wpływa na ryby.
Opracowania naukowe jako źródło wiedzy dla akwarystów
Napisałem w swoim życiu wiele artykułów, bazując na doświadczeniu, wieloletnich obserwacjach oraz opracowaniach naukowych. Te ostatnie, na pierwszy rzut oka, często w ogóle nie są związane z akwarystyką. Dlaczego jest tak mało badań mających z tym hobby bezpośredni związek? Należy pamiętać, że badania naukowe generują duże koszty. Dlatego mało kto decyduje się na poświęcenie znaczących środków finansowych na badania związane bezpośrednio z akwarystyką. Uwaga kierowana jest raczej na znacznie większe środowiska i zagadnienia związane z efektywnością hodowli ryb, ochroną ich zdrowia i poprawą warunków bytowych. Z tego względu, aby poznać najnowsze odkrycia dotyczące ryb i ich środowiska, warto analizować prace naukowe. A następnie próbować przenosić w ten sposób zdobytą wiedzę na potrzeby akwarystyki.
Jak temperatura wody wpływa na ryby?
Ryby jako zwierzęta ektotermiczne (takie, których temperatura ciała jest zależna od temperatury otoczenia) są świetnym przykładem tego, jak temperatura może wpływać na cały cykl życia i jego długość. Warto jednak zaznaczyć, że sam mechanizm, który wpływa na zmianę długości życia w zależności od temperatury otoczenia, nadal nie jest znany. Ponadto większość dostępnych badań naukowych dotyczących tego zagadnienia skupia się na bezkręgowcach. Wiadomo natomiast, że temperatura otoczenia wpływa na: tempo wzrostu, metabolizm, czas wylęgu i ontogenezę (przemiany anatomiczne i fizjologiczne). W wielu przypadkach wpływa również na płeć i wygląd zewnętrzny oraz wiele innych cech. Pociąga to za sobą wykorzystanie i „zużywanie” materiału genetycznego, a to z kolei wpływa na długość życia.
Wpływ temperatury wody na płeć ryb
Warto wspomnieć, że istnieją gatunki ryb, u których stwierdzono wpływ temperatury na różnicowanie płci. Głównym kryterium, które bierze się pod uwagę przy określaniu, czy temperatura wpływa na proces różnicowania się płci, jest odstępstwo od typowej proporcji płci, które w naturze oscyluje blisko stosunku 1:1. Temperatura podczas rozwoju zarodka ma wpływ na płeć nie tylko u ryb, ale także u wielu gatunków innych zwierząt, na przykład gadów.
W przypadku ryb ten parametr został dobrze opisany w stosunku do okonia morskiego/labraksa (Dicentrarchus labrax). W badaniach sprawdzano mechanizm temperaturowej determinacji płci (TSD, ang. temperature sex determination). Do badań pobrano rozwiniętą na odpowiednim etapie ikrę, po czym podzielono ją na cztery grupy. Każdą z grup inkubowano w innej temperaturze (zakres 15-20°C), a niektóre z nich poddano zmianie temperatury już w trakcie cyklu rozwojowego larwy. W wyniku eksperymentu udowodniono, że płeć labraksa jest silnie determinowana temperaturą. Liczba samic spadała od 73,1% ogólnej liczby osobników do 22,5% wraz ze wzrostem temperatury.
Wpływ temperatury na budowę mięśni ryb
Liczne badania wskazują na różne zależności pomiędzy warunkami, w jakich rozwijają się ryby, a ich przystosowaniem do otoczenia. I tak u ryb tropikalnych, jak danio pręgowany, mięśnie rozwijają się lepiej w wyższej temperaturze. Natomiast w przypadku labraksa wpływ temperatury był odwrotny, a więc mięśnie lepiej rozwijały się w niższej temperaturze wody.
Tak jak człowiek może posiadać (lub wypracować) sylwetkę bardziej umięśnioną, tak stosunek konkretnych mięśni do reszty ciała może mieć wpływ na budowę morfologiczną ryby. Badania wykazały, że labraks hodowany w temperaturze 15°C jest znacznie lepszym pływakiem niż ten żyjący w 20°C. Temperatura miała wpływ na kształt ryby – osobniki wyhodowane w niższej temperaturze były bardziej smukłe.
Powyższa zależność u danio pręgowanego była odwrotna: lepszymi pływakami, o bardziej smukłej budowie, były te, które inkubowano w wyższej temperaturze. W dodatku wykazano, że optymalna temperatura u zarodka potrzebna do wyhodowania najzdolniejszych pływaków wynosiła 26°C. W tej temperaturze ryba w wyniku hiperplazji (zwiększenia liczby włókien mięśniowych) wykształcała 18,8% więcej włókien białych (szybkich, wolno kurczliwych) niż w 22°C oraz o 13,7% więcej niż w 31°C.
Od małej ryby do nowoczesnej medycyny
Badania nad danio pręgowanym pokazują, że temperatura otoczenia w fazie rozwoju i wzrostu ma wpływa na całe dorosłe życie ryby. Może determinować płeć, zaburzać lub poprawiać zdolności pływackie, a także wpływać na wygląd zewnętrzny. Co ciekawe – tego typu badania pomagają naukowcom znajdować nowe terapie leczenia chorób u ludzi i zrozumieć funkcjonowanie organizmu.
Literatura
Temperature sex determination in the European sea bass, Dicentrarchus labrax (L., 1758) (Teleostei, Perciformes, Moronidae): critical sensitive ontogenetic phase; George Koumoundouros i inni (2002)
Rapid evolution of muscle fibre number in post-glacial populations of Arctic charr Salvelinus alpinus; Ian A. Johnston i inni (2004)
The behaviour and ecology of the zebrafish, Danio rerio; Rowena Spence i inni (2008)
Thermally induced phenotypic plasticity of swimming performance in European sea bass Dicentrarchus labrax juveniles; George Koumoundouros i inni (2009)
Embryonic temperature affects muscle fibre recruitment in adult zebrafish: Genome-wide changes in gene and microRNA expression associated with the transition from hyperplastic to hypertrophic growth phenotypes; Ian A. Johnston i inni (2009)
Effect of developmental temperature on swimming performance of zebrafish (Danio rerio) juveniles; Dimitris G. Sfakianakis (2010)
