Flądry bez morza. Naukowcy rozwiązali 50-letnią zagadkę

Przez ponad pół wieku naukowcy zastanawiali się, dlaczego w słodkowodnym jeziorze na północy Finlandii żyją flądry, ryby kojarzone przede wszystkim z morzem. Czy wpływają tam jedynie w poszukiwaniu pożywienia, a na tarło wracają do wód słonych? Najnowsze analizy przyniosły zaskakującą odpowiedź. Większość badanych ryb od narodzin żyła wyłącznie w wodzie słodkiej, co oznacza, iż potrafią się w niej również rozmnażać.

Skąd wzięły się flądry w jeziorze Pulmanki?

Jezioro Pulmanki, położone na północy Finlandii, nie zawsze było słodkowodne. Po ostatniej epoce lodowcowej w tym miejscu znajdował się fiord Oceanu Arktycznego. Stopniowe podnoszenie się lądu doprowadziło do oddzielenia tego obszaru od morza i powstania jeziora słodkowodnego. Połączenie z morzem pozostało i dziś ma formę ok. 60-kilometrowego odcinka rzecznego.

W latach 70. XX w. odnotowano tam obecność storni (Platichthys flesus), nazywanych flądrami europejskimi. Nie było to całkowitym zaskoczeniem. Gatunek dobrze toleruje zmiany zasolenia i regularnie wpływa do rzek. Dotychczas sądzono jednak, iż do rozmnażania potrzebuje wody morskiej lub chociaż słonawej.

Nie było więc jasne, czy ryby z Pulmanki wracają do Morza Barentsa na tarło, czy rozmnażają się w jeziorze. Aby rozwiązać tę zagadkę, międzynarodowy zespół naukowców postanowił odtworzyć historię życia fląder i zbadać ich genomy.

Czytaj więcej: Dorsz bałtycki coraz mniejszy. Ewolucja na naszych oczach

Odpowiedź zapisana w uszach ryb

Badacze przeanalizowali otolity, niewielkie struktury znajdujące się w uchu wewnętrznym ryb, odpowiadające m.in. za utrzymywanie równowagi. Rosną one wraz z rybą, a ich skład chemiczny odzwierciedla warunki środowiska jej życia. Analiza proporcji pierwiastków w kolejnych warstwach pozwala ustalić, czy osobnik przebywał w wodzie słodkiej, słonawej czy morskiej.

Wyniki zaskoczyły naukowców. Większość storni złowionych w Pulmanki urodziła się i całe życie spędziła w wodzie słodkiej. To pierwszy dowód na pełny słodkowodny cykl życiowy przedstawicieli rodzaju Platichthys. Wśród badanych były też osobniki, które miały za sobą pobyt w wodzie słonawej lub morskiej. Oznacza to, iż w jednym jeziorze współistnieją flądry o różnych strategiach życiowych.

Co ciekawe, większość ryb złowionych do badania w pobliskich fiordach także przyszła na świat w wodzie słodkiej. Nie ustalono jednak, czy wszystkie pochodziły z jeziora Pulmanki.

Jak flądry rozmnażają się bez słonej wody?

Dorosłe stornie potrafią przystosować gospodarkę wodno-elektrolitową do zmiennego zasolenia. Znacznie większym wyzwaniem jest rozród. U typowych storni aktywacja plemników wymaga odpowiedniego zasolenia, a unosząca się w toni ikra potrzebuje wody o określonej gęstości. Przy zasoleniu poniżej ok. 10 PSU, czyli w przybliżeniu 10 g soli na 1 kg wody, zapłodnienie i utrzymywanie się ikry w toni stają się problematyczne.

Mimo tych ograniczeń flądry z Pulmanki potrafią rozmnażać się bez morskiego etapu życia. Naukowcy nie wiedzą jednak, jakie mechanizmy fizjologiczne pozwalają im pokonać bariery, które uniemożliwiają taki rozród innym gatunkom.

Może Cię zainteresować: Wędrówki ryb w kontekście Polski

Czy flądry przystosowały się do życia w jeziorze?

Badacze porównali genomy fląder urodzonych w wodzie słodkiej i morskiej. Choć ogólne różnice genetyczne były niewielkie, zidentyfikowano 77 wariantów na 18 chromosomach powiązanych ze sposobem wykorzystywania siedlisk. Warianty te przypisano do 35 genów. Wyniki sugerują, iż zdolność do rozmnażania w wodzie słodkiej może mieć złożone podłoże genetyczne i stanowić przykład lokalnej adaptacji.

Stornie występują także w Bałtyku i wpływają do polskich rzek. Nie należy jednak przenosić wyników z arktycznego jeziora na nasze populacje. Nie oznacza to również odkrycia nowego gatunku. Pokazuje natomiast, jak różne strategie życiowe mogą rozwijać się w obrębie jednego gatunku i stanowić początek dalszego różnicowania ewolucyjnego.

Badanie pozwala więc odpowiedzieć na pytanie stawiane od lat 70. XX w., ale też stawia nowe: o to, jak zmieniły się procesy rozrodcze tych ryb. Poznanie ich może pomóc zrozumieć, w jaki sposób organizmy morskie przystosowują się do środowisk słodkowodnych.