Новости

28 декабря, 2022 13:30

Российские ученые узнали, насколько пагубным может быть ослабление магнитного поля для самок рачков дафний

Источник: Naked Science
Исследователи выяснили, что в условиях нехватки кислорода и нулевого магнитного поля самки рачков дафний становятся меньше и позже приносят потомство. Это первое исследование совместного влияния ослабленного магнитного поля и недостатка кислорода на пресноводных рачков. Результаты работы, поддержанной грантом Российского научного фонда (РНФ) и грантом в форме субсидии из бюджета Ярославской области, опубликованы в журнале Water и могут быть использованы для прогнозирования негативных эффектов глобальных геофизических и климатических процессов.

Рачки-дафнии. Источник: Вячеслав Крылов

В течение последних десятилетий наблюдается снижение общего уровня растворенного кислорода в водоемах. Это происходит, во-первых, из-за деятельности человека, которая приводит к перегрузке водоемов биогенными веществами. В результате разрастаются микроскопические водоросли — фитопланктон, и мы можем наблюдать цветение воды. Растворенный в воде кислород расходуется на разложение огромной биомассы погибших водорослей. Вторая причина снижения уровня кислорода — глобальные изменения климата: повышение температуры воды ухудшает растворимость этого жизненно важного газа.

Большинство ученых склоняются к тому, что в ближайшем будущем температура воды продолжит повышаться из-за глобального потепления. Однако глобальное потепление — не единственный возможный вызов человечеству. Не исключено, что климатические изменения могут совпасть с инверсией магнитных полюсов Земли: северный и южный магнитные полюса меняются местами, и стрелка компаса начинает указывать в противоположном направлении. Предполагается, что в последний раз смена магнитных полюсов произошла около 780 тысяч лет назад.


Проведение экспериментов в лаборатории ИБВВ РАН / ©Вячеслав Крылов

Предсказать точное время следующей инверсии невозможно, тем не менее, во время таких «разворотов» происходило снижение напряженности магнитного поля Земли практически до нулевых значений, что осталось запечатленным в образцах застывшей в те времена лавы. За последнее столетие напряженность магнитного поля Земли снизилась более чем на 10%, а скорость движения северного магнитного полюса по направлению к Сибири увеличилась. В совокупности это позволяет предположить, что в ближайшем будущем может произойти новая инверсия.

Ученые из Института биологии внутренних вод имени И. Д. Папанина РАН (поселок Борок, Ярославская область) выяснили, как комбинация двух факторов — снижение уровня кислорода в воде и нулевое магнитное поле — может повлиять на обитателей водоемов. В качестве модельного организма ученые использовали пресноводных рачков Daphnia magna. Группы рачков держали в воде с содержанием растворенного кислорода, равным 2 мг/л, 5 мг/л и 8 мг/л (последнее значение соответствует уровню кислорода в водоемах Ярославской области). При этом сила магнитного поля составляла 51,7 ± 0,2 мкТл (магнитное поле Земли) либо 0 ± 0,2 мкТл (гипомагнитное поле — симуляция понижения индукции геомагнитного поля во время инверсии магнитных полюсов Земли).

Ученые выяснили, что пониженный уровень кислорода и ослабленное магнитное поле по отдельности приводили к уменьшению размеров самок и снижению численности производимого ими потомства. Кроме того, первое потомство у самок в гипомагнитном поле появлялось на несколько часов позже, чем при нормальных условиях. Магнитное окружение влияло и на размер новорожденных рачков: гипомагнитное поле приводило к появлению на свет более крупных дафний. Содержание же кислорода не влияло на этот показатель. Но наиболее выраженные негативные эффекты (наименьшие размеры родительских особей, наименьшее количество произведенного потомства и максимальный период между выводками) были зарегистрированы в результате комбинированного воздействия на дафний гипомагнитного поля и низкого уровня кислорода, равного 2 мг/л.

«Мы пришли к выводу, что снижение индукции геомагнитного поля может стать существенным фактором, усугубляющим эффекты гипоксии. То есть негативное воздействие, которому могут подвергнуться обитатели водоемов при вероятном совпадении процессов глобального потепления и инверсии магнитных полюсов, может быть более существенными в сравнении с теми сценариями, где эти процессы не совпадают по времени, — комментирует руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Вячеслав Крылов, доктор биологических наук, главный научный сотрудник ИБВВ РАН. — Полученные нами экспериментальные данные могут быть использованы для прогнозирования негативных эффектов глобальных геофизических и климатических процессов»

В дальнейшем исследователи планируют изучить комбинированное влияние комплекса факторов, связанных с глобальным потеплением (гипоксия, увеличение температуры и солености), и ослабленного магнитного поля на гидробионтов, а также оценить адаптивный потенциал водных организмов в ответ на длительное пребывание в этих условиях. 

Если вы хотите стать героем публикации и рассказать о своем исследовании, заполните форму на сайте РНФ

20 января, 2023
Неизведанный Байкал
Интервью с грантополучателем РНФ, директором Научно-исследовательского института биологии Иркутского...
19 января, 2023
Орнитологи составляют 3D-модели территорий певчих птиц
Карельские орнитологи запустили первое в мире исследование территорий певчих птиц в трехмерном объем...