Komunikacja chemiczna ryb – o czym mówią feromony

Większość ryb ma bardzo dobrze rozwinięty zmysł węchu, dlatego nie dziwi fakt, że komunikacja chemiczna poprzez feromony może dla wielu gatunków być istotna. Dotyczy to zwłaszcza ryb o słabo rozwiniętym wzroku np. sumowate.

Tajemnicze feromony

Komunikacja chemiczna ryb opiera się o słabo poznane substancje jakimi są feromony. Bez wątpienia pewne jest, że wystarczają niewielkie ilości tych związków by po uwolnieniu do wody spowodować natychmiastową reakcję u ryby z tego samego gatunku. Komunikacja chemiczna przy użyciu feromonów jest bardzo częstym zjawiskiem wśród ryb i w ogóle organizmów wodnych. Za pomocą feromonów ryby mogą informować się o zagrożeniu, gotowości do tarła, odnajdywać partnerów, identyfikować płeć lub przynależność do swojego gatunku, odstraszać potencjalnych wrogów, a także komunikować się w ławicy oraz pomiędzy rodzicami i ich potomstwem. Prawdopodobnie feromony odgrywają też rolę w odnajdywaniu drogi w przypadku ryb anadromicznych, które płyną z wód słonych do rzek i strumieni by odbyć w nich tarło.

Dobór płciowy

W procesie rozmnażania feromony pozwalają właściwie zidentyfikować partnera. Badania pod tym kątem przeprowadzono na dwóch gatunkach, blisko spokrewnionych pyszczaków z jeziora Malawi. Sprawdzano, jakimi zmysłami kieruje się samica Pseudotropheus emmiltos, by wybrać właściwego samca. Aby utrudnić jej zadanie oprócz partnera ze swojego gatunku miała do dyspozycji samca gatunku spokrewnionego Pseudotropheus fainzilberi. Przy pełnym kontakcie samica zawsze wybierała swojego samca. Gdy miała z samcami kontakt tylko wzrokowy, myliła się i wybierała również samca Pseudotropheus fainzilberi. Jednak, gdy do kontaktu wzrokowego dodano jeszcze kontakt zapachowy (woda między zbiornikami mieszała się) samica niemal bezbłędnie wybierała samca swojego gatunku. Co znaczyłoby, że czynnik chemiczny odgrywa bardzo istotną rolę w doborze płciowym u tych ryb.

Synchronizacja uwalniania komórek rozrodczych

Szczególnego znaczenia w środowisku wodnym nabiera synchronizacja uwalniania komórek rozrodczych. U przeważającej większości ryby dochodzi do zapłodnienia zewnętrznego, dlatego składanie jaj i wydzielanie mlecza musi odbywać się w tym samym czasie i miejscu, w przeciwnym razie woda szybko oddali komórki rozrodcze od siebie. Dobrze poznanym przykładem synchronizacji wydzielania komórek rozrodczych jest okres godowy u śledzia atlantyckiego. Samce podczas uwalniania mlecza wydzielają feromon, który powoduje uwalnianie komórek jajowych przez samice.

Identyfikacja osobników

Substancje chemiczne wydzielane przez ryby mogą służyć również do identyfikacji konkretnego osobnika. Na przykład taką zdolność posiada Ictalurus natalis, przedstawiciel sumowatych. Nie tylko na podstawie zapachu rozróżnia poszczególne osobniki, ale także „widzi” ich pozycje w hierarchii. Węch wykorzystują również niektóre pielęgnice w celu identyfikacji potomstwa, w okresie opieki nad nim.

Zapach strachu

Z pewnością niezwykle ciekawym zagadnieniem jest informowanie przy użyciu substancji chemicznej o niebezpieczeństwie. Z tego powodu w komórkach epidermy ryb znajdują się komórki, w których powstają substancje określane mianem „zapach strachu” lub Schreckstoff. Składniki te uwalniane są do wody w momencie uszkodzenia skóry. Gdy zawarta w tym sygnale informacja dotrze do przedstawicieli tego samego gatunku, lub gatunków spokrewnionych wywołuje u nich reakcję, która ma im pozwolić uniknąć ataku. Okazuje się, że komunikacja chemiczna niejednokrotnie wypada o wiele lepiej w porównaniu do komunikacji dźwiękowej, wzrokowej czy dotykowej.

Charakterystyka różnych sygnałów

Cechy sygnałów	Sygnały wizualne	Sygnały dotykowe	Sygnały dźwiękowe	Sygnały chemiczne
Zasięg maksymalny	średni	bardzo krótki	daleki	bardzo daleki
Szybkość wymiany informacji	duża	duża	duża	średnia
Zdolność omijania przeszkód	słaba	słaba	wysoka	bardzo wysoka
Możliwość lokalizacji źródła	wysoka	wysoka	średnia	zmienna
Wydatek energetyczny	niski	niski	wysoki	niski
Chronologia pojawienia się	późno	wcześnie	późno	pierwotnie
Potencjalna pojemność informacji	duża	niska	duża	bardzo duża

Naukowcy zakładają, że ten sposób komunikacji jest wykorzystywany przez większość organizmów żywych. Problemem jednak tkwi w wykrywaniu feromonów. Ponieważ na ogół są to mieszaniny różnych związków chemicznych. Ponadto są swoiste dla danego gatunku, jednak ich skład w obrębie gatunku może się zmieniać w zależności np. od pory roku, występowania gatunku, diety itp.

dr inż. Aleksandra Kwaśniak-Płacheta

Literatura:

Kołodziejczyk A., Feromony, https://slideplayer.pl/slide/417898/.

Moyle P. i inni (2004), Fishes an introduction to ichthyology, Prentice Hall.

Plenderleith M. i inni  (2005), Female preference for conspecific males based on olfactory cues in a Lake Malawi cichlid fish., Biology Letters.,1, 411-414.