Термоизбирание у симпатрических многопёров: сенегальского polypterus senegalus и эндлихера p. Endlicherii (polypteridae)
- Авторы: Зданович В.В.1, Сатаева В.В.1, Касумян А.О.1
-
Учреждения:
- Московский государственный университет
- Выпуск: Том 64, № 6 (2024)
- Страницы: 763-772
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/0042-8752/article/view/283646
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0042875224060108
- EDN: https://elibrary.ru/QRWKJD
- ID: 283646
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Впервые для Cladistia показано, что сенегальский многопёр Polypterus senegalus и многопёр Эндлихера P. endlicherii проявляют термопреферендное поведение, характеристики которого у них различаются. В термоградиентном поле для сенегальского многопёра по сравнению с многопёром Эндлихера характерны меньшая двигательная активность, более узкий диапазон предпочитаемых температур, сдвинутый в область высоких значений (32–35 против 22–34°С), а также относительно высокая средняя избираемая температура (33.9 против 29.1°С), взвешенная по времени пребывания рыб в разных температурных зонах. Выявленные различия термопреферендного поведения могут быть обусловлены предпочтением разных биотопов исследованными видами, ареалы которых значительно перекрываются.
Полный текст
Естественные водоёмы гетерогенны по абиотическим условиям, в том числе и по температуре воды. В них происходят сезонные и суточные изменения температуры, возникают горизонтальные и вертикальные температурные градиенты, для разных локальностей характерны свои особенности (Литвинов, 1985; Lowney, 2000; Caissie, 2006). В гетеротермных условиях рыбы проявляют термопреферендное поведение, выражающееся в выборе оптимальных температурных зон, в которых физиологические процессы у рыб протекают с максимальной эффективностью (Beitinger, Fitzpatrick, 1979; Зданович, 1999; Голованов, 2013; Armstrong et al., 2013). К настоящему времени избираемые температуры и термопреферендное поведение исследованы у более чем 300 видов рыб из свыше 70 семейств, относящихся в основном к костистым рыбам (Teleostei) и хрящевым ганоидам (Chondrostei) (Coutant, 1977; Голованов, 2013). Избираемые температуры у разных видов различаются и обусловлены условиями обитания, образом жизни рыб и возможно их филогенией (Голованов, 2013). Термопреферендное поведение у многопёров (Cladistia), насчитывающих 14 видов и являющихся эволюционно наиболее древними представителями среди ныне существующих лучепёрых рыб (Actinopterygii), остаётся неизученным.
Сенегальский многопёр Polypterus senegalus и многопёр Эндлихера P. endlicherii – пресноводные рыбы, населяющие непроточные или слабопроточные водоёмы с обильной водной растительностью почти по всей экваториальной Африке (Lévêque, 1997). Ареалы этих видов широко перекрываются, поэтому они часто встречаются в одних и тех же водоёмах, но предпочитают в них разные биотопы (Moritz, Lalèyè, 2018). Так, в оз. Чад сенегальский многопёр встречается в прибрежье у дна среди зарослей водных растений и других укрытий, тогда как многопёр Эндлихера более обычен на удалении от берега (Raji et al., 2004). В середине дня сенегальский многопёр может подниматься в более прогретые слои воды и задерживаться здесь у кромки водных зарослей (Froese, Pauly, 2023). Эта особенность указывает на важное значение температурного фактора в поведении вида.
В неглубоких тропических водоёмах, даже несмотря на близость к экватору, наблюдаются отчётливые суточные колебания температуры воды. Различия температуры поверхностного слоя воды поздним вечером и ранним утром в таких водоёмах могут составлять 7–15 и даже 20°С (Paaijmans et al., 2008; Žák et al., 2018). Суточная температурная стратификация наблюдается в водоёмах глубиной в несколько метров. Например, в оз. Чад вертикальный температурный градиент может составлять 10°С в пределах глубины 2.4 м (Lévêque, 1997). Для экваториальных водоёмов характерны и сезонные колебания температуры. В водохранилищах северной части Ганы наибольшая температура поверхностного слоя воды (32°С) отмечается в октябре–декабре, наименьшая (26.3°С) – в ноябре–феврале (Quarcoopome et al., 2008). Среднегодовая температура в реках юго-восточной части Нигерии составляет 30.3 ± 3.3°С (Nwonumara, Okogwu, 2021). Температурная гетерогенность в водоёмах, населяемых многопёрами, предполагает наличие у последних, как и у других обитающих в таких условиях рыб, способности к термоизбиранию – важной поведенческой и физиологической адаптации.
Цель нашей статьи – выявить избираемые температуры и исследовать поведение в термоградиентном поле у симпатрических сенегальского многопёра и многопёра Эндлихера.
Материал и методика
Сенегальский многопёр (5 экз., масса 5.2–6.9 г) и многопёр Эндлихера (5 экз., масса 7.2–13.9 г) приобретены в зоомагазине “Аквариф” (Москва). До начала экспериментов рыб содержали раздельно по видам в аквариумах объёмом 100–150 л при ежедневном кормлении до насыщения живыми личинками хирономид. Искусственного освещения не было, изменения освещённости соответствовали естественному суточному ритму. Температуру поддерживали терморегуляторами AquaEL (Польша) на уровне 24.0 ± 0.5°С. Принудительная аэрация обеспечивала полное насыщение воды кислородом.
Наблюдения за термопреферендным поведением многопёров проводили визуально в термоградиентной установке, в которой создавали горизонтальный температурный градиент от 20 до 35°С. Установка представляла собой лоток из оргстекла (1.50 × 0.12 × 0.15 м), разделённый на 12 отсеков полуперегородками, не препятствующими свободному перемещению рыб вдоль лотка. Градиент температуры в лотке создавали регулируемыми подогревом и охлаждением воды в противоположных концах лотка нагревателем Juwel (Германия) и холодильником для аквариумов Hailea (Китай). Величина градиента составляла 0.1°С/см. Для контроля температуры воды в каждом отсеке устанавливали термометр с точностью измерения 0.1°С. Чтобы исключить возникновение вертикальной температурной стратификации, в отсеки помещали керамические распылители воздуха, подсоединённые к микрокомпрессорам (Зданович, 1999).
Для проведения опыта в термоградиентную установку в отсек с температурой 24°С помещали одного многопёра. Опыт продолжался 48 ч. Рыб в термоградиентной установке не кормили. Всего было проведено три серии наблюдений в светлое время суток. В первой исследовали термопреферендное поведение сенегальского многопёра сеансами длительностью по 15–20 мин через 0.25, 0.5, 1, 2, 3, 4, 24 и 48 ч после начала опыта. В течение сеанса каждую секунду отмечали, в каком отсеке лотка находится рыба, при этом за переход в соседний отсек считали пересечение головой рыбы границы между отсеками. В результате получали цифровую этограмму перемещений опытной особи. После завершения опыта многопёров возвращали в дополнительный аквариум с температурой воды 24.0 ± 0.5°С. С многопёром Эндлихера провели две серии наблюдений (с перерывом для опытных особей в 2–3 нед.) сеансами через 0.5, 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10, 24 и 48 ч после начала опыта. Результаты наблюдений через 8 и 10 ч после начала опыта почти не отличались от предыдущих (через 6 ч), поэтому они в итоговых таблицах и на рисунках не представлены. В общей сложности выполнено 38 и 94 наблюдения за поведением соответственно сенегальского многопёра и многопёра Эндлихера в установке.
По цифровым этограммам рассчитывали несколько параметров поведения рыб в термоградиентном пространстве: границы и ширину термопреферендного диапазона (разница между крайними по температуре воды отсеками, в которые заходила рыба), число посещений рыбами отсеков, продолжительность непрерывного пребывания рыбы в отсеке, число и параметры векторов перемещений особи из одного отсека в другой. Приняли, что эти векторы параллельны продольной оси установки и могут быть только двух направлений: к зоне высоких или низких температур. Длину одного вектора считали равной расстоянию от середины длины начального сектора до середины длины конечного сектора. И в начальном, и в конечном секторах рыбы изменяют направление перемещения на противоположное. Путь особи при её однократном перемещении принимали равным длине вектора (Д) и вычисляли по формуле: Д = Дн/2 + ∑Дп + Дк/2, где Дн, Дп и Дк – длина соответственно начального, промежуточных и конечного секторов, по которым проходил вектор перемещения рыбы. Длина одного сектора 12.5 см, число промежуточных секторов может быть от 0 до 10. Продолжительность одного перемещения (Т) рассчитывали по формуле: Т = Тн/2 + ∑Тп + Тк/2, где Тн, Тп и Тк – длительность пребывания рыб соответственно в начальном, промежуточных и конечном секторах, по которым проходил вектор перемещения особи. Температурный сдвиг при одном перемещении равен абсолютному значению разности температур воды в начальном и конечном секторах. Скорость изменения температуры при однократном перемещении определяли как частное от деления величины температурного сдвига на длительность перемещения. По сумме длин и длительностей перемещений за сеанс рассчитывали длину пути, проплываемого рыбой за один час. Кроме того, определяли среднюю избираемую температуру, взвешенную по времени пребывания рыб в отсеке: tpref = ∑(kiti)/∑ki, где i – номер отсека, ki – суммарное время пребывания всех исследованных особей в i-том отсеке, с; ti – температура в i-том отсеке, °С(Константинов, Зданович, 1993).
Результаты рассчитывали по совокупности исходных данных, полученных для всех опытных рыб одного вида. Статистический анализ выполняли с применением непараметрического U-критерия Манна–Уитни и t-критерия Стьюдента.
Результаты
После помещения в термоградиентную установку многопёры обоих видов первые несколько минут оставались неподвижными, но затем начинали перемещаться вдоль всего лотка. Термопреферендный диапазон у сенегальского многопёра и многопёра Эндлихера в первые полчаса был максимально широким – 20–35°С (рис. 1, 2). В последующие часы сенегальский многопёр перемещался в основном в зоне температур, близких к tpref, а диапазон у многопёра Эндлихера сократился незначительно. Особенности поведения и характеристики термопреферендума у сравниваемых видов существенно различались.
Рис. 1. Частота встречаемости (–◆–) и продолжительность пребывания (–◼–) сенегальского многопёра Polypterus senegalus в температурных зонах термоградиентного поля через разные промежутки времени после начала опыта, ч: а – 0.25, б – 0.5, в – 1, г – 2, д – 3, е – 4, ж – 24, з – 48.
Рис. 2. Частота встречаемости и продолжительность пребывания многопёра Эндлихера Polypterus endlicherii в температурных зонах термоградиентного поля через разные промежутки времени после начала опыта, ч: а – 0.5, б – 1, в – 2, г – 3, д – 4, е – 6, ж – 24, з – 48. Обозначения см. на рис. 1.
У сенегальского многопёра нижняя граница термопреферендного диапазона в первые 2 ч повышалась до 28°С, тогда как верхняя граница практически не изменялась, оставаясь на уровне 34–35°С. Через 3–4 ч термопреферендный диапазон был ограничен 32–35°С и в дальнейшем не изменялся. Вариационные ряды, построенные для частоты посещений отсеков установки и для длительности пребывания рыб в них, сходны на протяжении всего периода наблюдений, т.е. наибольшей частоте посещений того или иного отсека соответствовала максимальная суммарная длительность нахождения в нём сенегальского многопёра (рис. 1).
У многопёра Эндлихера термопреферендный диапазон был значительно шире, чем у сенегальского, он охватывал почти все имеющиеся в термоградиентном лотке температурные зоны (отсеки) и оставался широким на протяжении всего опыта (рис. 2). В первые два часа термопреферендный диапазон лежал в пределах 20–33°С, в последующие 3–6 ч варьировал от 23–34 до 20–34°С, на протяжении вторых суток опыта составлял 22–34°С. Длительность нахождения многопёра Эндлихера в отсеках термоградиентного лотка варьировала значительно сильнее, чем частота встречаемости рыб в разных температурных зонах. Таким образом, поведение многопёра Эндлихера проявлялось в более частых посещениях зон с разной температурой, чем в более длительном нахождении в них.
В термоградиенте у рыб также изменялись и другие характеристики поведения. У сенегальского многопёра эти изменения происходили наиболее резко в первые 2 ч опыта, а начиная с 3-го ч показатели поведения относительно стабилизировались и их варьирование становилось незначительным. Так, среднее число перемещений к 3-му ч опыта снижалось в 7.9 раза по сравнению с тем, что наблюдалось после первых 30 мин эксперимента; средняя длина перемещений уменьшалась в 2.3 раза, а их продолжительность возрастала в 7.2 раза; температурный сдвиг и проплываемый рыбами путь уменьшались соответственно в 2.2 и в 16.7 раза. Средняя избираемая температура увеличилась на 2.3°С (табл. 1).
Таблица 1. Некоторые характеристики (M ± m) термопреферендного поведения сенегальского многопёра Polypterus senegalus
Показатель | Время от начала опыта, ч | |||||||
0.25 | 0.5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 24 | 48 | |
Число перемещений за 1 ч | 67.3 ± 18.6* | 51.4 ± 15.0* | 38.1 ± 7.4** | 10.6 ± 1.9 | 6.5 ± 1.5 | 5.0 ± 1.0 | 5.0 ± 0.9 | 6.0 ± 0.8 |
Дальность перемещения, м | 0.345 ± 0.03* | 0.346 ± 0.05* | 0.255 ± 0.04 | 0.212 ± 0.05 | 0.152 ± 0.002 | 0.162 ± 0.01 | 0.141 ± 0.01 | 0.150 ± 0.01 |
Длительность перемещения, с | 90.3 ± 28.5** | 110.6 ± 36.9* | 111.3 ± 20.8* | 360.4 ± 50.0 | 800.0 ± 333.4 | 895.0 ± 301.7 | 750.0 ± 202.0 | 675.0 ± 75.0 |
Путь, проплываемый рыбами за 1 ч, м | 23.6 ± 7.7* | 16.7 ± 4.4* | 10.7 ± 4.2** | 2.4 ± 0.8 | 1.0 ± 0.2 | 0.8 ± 0.1 | 0.7 ± 0.1 | 0.9 ± 0.1 |
Граница термопреферендного диапазона,°С: | ||||||||
– нижняя | 21.5 ± 0.7** | 28.6 ± 0.7* | 30.7 ± 1.0 | 31.2 ± 1.0 | 32.5 ± 0.3 | 32.7 ± 0.5 | 33.0 ± 0.5 | 33.1 ± 0.5 |
– верхняя | 33.7 ± 0.4 | 34.0 ± 0.3 | 34.1 ± 0.3 | 34.2 ± 0.2 | 34.0 ± 0.1 | 34.2 ± 0.2 | 34.3 ± 0.2 | 34.3 ± 0.2 |
Ширина преферендного диапазона, °С | 12.1 ± 0.8*** | 5.4 ± 0.8* | 3.5 ± 1.1 | 3.0 ± 1.2 | 1.5 ± 0.2 | 1.5 ± 0.2 | 1.3 ± 0.1 | 1.2 ± 0.1 |
Температурный сдвиг при перемещении, °С | 3.1 ± 0.4* | 3.1 ± 0.6* | 2.4 ± 0.5 | 2.0 ± 0.6 | 1.4 ± 0.05 | 1.4 ± 0.05 | 1.3 ± 0.05 | 1.3 ± 0.05 |
Скорость изменения температуры при перемещении,°С/с | 0.057 ± 0.019* | 0.039 ± 0.01* | 0.026 ± 0.01 | 0.006 ± 0.002 | 0.002 ± 0.0006 | 0.002 ± 0.0004 | 0.002 ± 0.0003 | 0.002 ± 0.0003 |
Избираемая температура, °С | 26.0 ± 0.8*** | 31.4 ± 0.4** | 32.8 ± 0.3* | 33.5 ± 0.1 | 33.7 ± 0.1 | 33.8 ± 0.1 | 33.9 ± 0.1 | 33.9 ± 0.1 |
Примечание. Значение показателя отличается от соответствующего через 4 ч от начала опыта по критерию Стьюдента при р: * <0.05, ** <0.01, *** <0.001. Здесь и в табл. 2: M ± m – среднее значение и его ошибка.
У многопёра Эндлихера не выявлено закономерности изменения характеристик термопреферендного поведения и они не стабилизировались. Среднее число перемещений к 3 ч опыта снижалось в 6.3 раза относительно первых 30 мин эксперимента, но затем вновь возрастало почти до начального уровня. Средняя длина и продолжительность перемещений уменьшались соответственно в 1.5 и в 1.4 раза, но к концу эксперимента превышали исходный уровень в 1.3 и 1.6 раза. Температурный сдвиг уменьшался к 3 ч в 1.3 раза, но резко увеличивался к 6 ч и затем вновь начинал снижаться. Проплываемый рыбами путь к 3 ч опыта сокращался в 2.6 раза, однако в середине опыта в 1.3 раза увеличивался по сравнению начальным уровнем, но к концу опыта опять уменьшался и был ниже начального уровня в 1.2 раза. Динамика средней избираемой температуры была сходной с наблюдавшейся у сенегальского многопёра – к 3 ч она повышалась на 2.4°С, в дальнейшем её изменения становились менее заметными (табл. 2).
Таблица 2. Некоторые характеристики (M ± m) термопреферендного поведения многопёра Эндлихера Polypterus endlicherii
Показатель | Время с начала опыта, ч | |||||||
0.5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 6 | 24 | 48 | |
Число перемещений за 1 ч | 31.4 ± 12.1 | 26.2 ± 8.0 | 14.5 ± 9.1 | 5.0 ± 4.0 | 10.3 ± 3.7 | 13.3 ± 4.1 | 29.5 ± 6.6 | 21.4 ± 8.5 |
Дальность перемещения, м | 0.18 ± 0.05 | 0.14 ± 0.04 | 0.27 ± 0.1 | 0.12 ± 0.08 | 0.26 ± 0.08 | 0.29 ± 0.09 | 0.23 ± 0.05 | 0.23 ± 0.06 |
Длительность перемещения, с | 81.8 ± 29.2 | 67.0 ± 19.0 | 192.1 ± 82.5 | 57.6 ± 46.4 | 155.7 ± 49.7 | 117.2 ± 42.0 | 74.2 ± 16.9 | 129.0 ± 40.9 |
Путь, проплываемый рыбами за 1 ч, м | 6.9 ± 2.3 | 5.9 ± 1.8 | 3.7 ± 1.4 | 2.7 ± 2.1 | 4.1 ± 1.4 | 5.6 ± 1.5 | 8.7 ± 1.7 | 5.6 ± 1.5 |
Граница термопреферендного диапазона, °С: | ||||||||
– нижняя | 23.8 ± 1.4 | 24.4 ± 1.1 | 22.6 ± 0.9 | 26.8 ± 0.9 | 24.0 ± 1.2 | 24.2 ± 1.5 | 24.7 ± 1.1 | 25.6 ± 1.1 |
– верхняя | 26.7 ± 1.6* | 27.0 ± 1.5 | 27.1 ± 1.5 | 29.5 ± 0.8 | 31.2 ± 1.1 | 31.8 ± 0.3 | 31.1 ± 0.5 | 31.7 ± 0.4 |
Ширина преферендного диапазона, °С | 2.8 ± 1.1 | 2.9 ± 0.9* | 4.4 ± 1.4 | 2.7 ± 1.1* | 7.2 ± 1.9 | 7.5 ± 1.7 | 6.4 ± 1.1 | 6.1 ± 1.3 |
Температурный сдвиг при перемещении, °С | 1.4 ± 0.4 | 1.1 ± 0.3 | 2.3 ± 0.8 | 1.1 ± 0.7 | 2.6 ± 0.8 | 2.9 ± 1.0 | 1.8 ± 0.3 | 1.8 ± 0.4 |
Скорость изменения температуры при перемещении, °С/с | 0.014 ± 0.004 | 0.013 ± 0.004 | 0.009 ± 0.003 | 0.007 ± 0.005 | 0.011 ± 0.003 | 0.015 ± 0.004 | 0.018 ± 0.003 | 0.012 ± 0.003 |
Избираемая температура, °С | 26.5 ± 1.7 | 25.7 ± 1.2 | 25.2 ± 1.1* | 28.9 ± 0.7 | 28.8 ± 0.7 | 29.0 ± 0.6 | 28.3 ± 0.8 | 29.9 ± 0.3 |
Примечание. *Значение показателя отличается от соответствующего через 4 ч от начала опыта по критерию Манна–Уитни (р ˂ 0.05).
На протяжении вторых суток опыта показатели термопреферендного поведения и двигательной активности у сравниваемых видов многопёров значительно различались. Число перемещений, совершаемых за час сенегальским многопёром и многопёром Эндлихера, в среднем составляли соответственно 5.5 и 25.4 (р < 0.05), а средний путь, проплываемый рыбами за час, – 0.8 и 7.1 м (р < 0.001). Ширина преферендного диапазона у сенегальского многопёра и многопёра Эндлихера была равна соответственно 1.2 и 6.2°С (р < 0.001), а средняя скорость изменения температуры при перемещении составляла 0.02 и 0.015°С/с (р < 0.001). Средняя избираемая температура у сенегальского многопёра составила 33.9°С, а у многопёра Эндлихера – 29.1°С (р < 0.001).
Обсуждение
Результаты исследования свидетельствуют о наличии термопреферендного поведения у сенегальского многопёра и многопёра Эндлихера, а также о существенных различиях между этими симпатрическими видами в проявлении термопреферендума. Сенегальскому многопёру присущи низкая двигательная активность, узкий диапазон предпочитаемых температур, сдвинутый в область наибольших значений (рис. 1), и, соответственно, относительно высокий уровень средней избираемой температуры (табл. 1). Многопёр Эндлихера, напротив, характеризуется большей двигательной активностью, более низкой средней избираемой температурой и бо́льшим диапазоном предпочитаемых температур, который сдвинут в сторону более низких значений (табл. 2, рис. 2). Наблюдаемые различия показателей термопреферендного поведения могут быть связаны с предпочтением сравниваемыми видами многопёров разных биотопов в населяемых ими водоёмах (Moritz, Lalèyè, 2018).
Сенегальский многопёр чаще встречается на мелководных, заросших растительностью прибрежных участках озёр, рек и болот, которые значительно прогреваются в течение дня. Он ведёт малоподвижный образ жизни, в ряде случаев переходит с питания рыбой, водными личинками насекомых и другими гидробионтами на преимущественное использование в пищу имаго насекомых (Raji et al., 2004; Ayoade, Akponine, 2016; Ayoade et al., 2018). Многопёр Эндлихера держится в водоёмах на большем расстоянии от берега, в открытых и более глубоких участках, где вертикальная температурная стратификация выражена сильнее. В рационе многопёра Эндлихера отмечают преобладание мелкой рыбы (Lévêque, 1997; Raji et al., 2004).
Несмотря на различия, выбираемые сенегальским многопёром и многопёром Эндлихера диапазоны температур сходны с термопреферендными диапазонами других видов рыб, населяющих биотопы с похожими температурными условиями. Так, перемещения мозамбикской тиляпии Oreochromis mossambicus в термоградиентном поле ограничены диапазоном 15–37°С, а предпочитаемая температура равна 32.2°С (Stauffer, 1986; Boltz et al., 1987). Предпочитаемый температурный диапазон у нильской тиляпии O. niloticus составляет 31.0–32.0°С (Beamish, 1970; Nivelle et al., 2019). У чернохвостой тиляпии Sarotherodon melanotheron термальная толерантная зона находится в пределах 17–35°С, а предпочитаемая температура равна 33.5°С (Stauffer et al., 1984). Предпочитаемая температура у тиляпии O. zilli составляет 38.4°С (Stauffer et al., 1989). Молодь африканского клариевого сома Clarias gariepinus в прибрежье рек встречается на участках с температурой воды от 28 до 32–36°С (Santi et al., 2017).
Сосуществование симпатрических видов рыб возможно, в том числе благодаря пространственному расхождению их по разным экологическим нишам. Температурные условия представляют для рыб и других эктотермов важную компоненту экологической ниши, оказывающую прямое влияние на их физиологические и биохимические процессы (Magnuson et al., 1979). Межвидовая конкуренция экологически близких видов может приводить к дифференциации термальных ниш, что часто наблюдается в водоёмах умеренной климатической зоны (Larsson, 2005; Ohlberger et al., 2008; Ridgway et al., 2022). Большеротый Micropterus salmoides и малоротый M. dolomieu окуни, обитающие в одних и тех же водоёмах и проявляющие суточную динамику терморегуляционного поведения, предпочитают днём и ночью разные температурные зоны (Reynolds, Casterlin, 1978). Существенно различается предпочитаемая температура у симпатрических и близкородственных европейской ряпушки Coregonus albula и C. fontanae, обитающих в оз. Штехлин, Германия – 9.0 против 4.2°С (Ohlberger et al., 2008). Не совпадает термопреферендный диапазон у обитающих в прибрежных приливных водоёмах зал. Святого Лаврентия трёхиглой Gasterosteus aculeatus и двухиглой G. wheatlandi колюшек – 9–12 против 11–14°С, а у живущей здесь же девятииглой колюшки Pungitius pungitius термопреферендный диапазон бимодальный, с границами 9–10 и 15–16°С(Lachance et al., 1987).
Имеющиеся немногочисленные данные подтверждают дифференцировку температурных ниш у симпатрических видов рыб, населяющих тропические водоёмы. Так, средняя избираемая температура и длительность нахождения в разных зонах термоградиентного пространства различается у трёх видов Nothobranchius, обитающих совместно в эфемерных водоёмах Мозамбика. Несмотря на то что перемещения этих рыб происходят в равных температурных границах – от 20 до 31°С, средняя избираемая температура у Nothobranchius furzeri составляет 25°С, у N. orthonotus – 27°С и у N. pienaari – 23°С (Žák et al., 2018). Не совпадают температурные ниши у других симпатрических карпозубообразных рыб (Cyprinodontiformes), обитающих в гипертермальных прибрежных водоёмах Белиза, в которых в течение суток температура может варьировать от 26 до 40°С. Карпозубик Cyprinodon artifrons предпочитает открытые участки водоёмов, где температура воды достигает максимальных значений, тогда как флоридка Floridichthys carpio и гамбузия Gambusia yucatana выбирают зоны, где вода прогревается слабее (Heath et al., 1993).
Сенегальский многопёр и многопёр Эндлихера в составе монофилетического семейства Polypteridae входят в разные филогенетические группы (Suzuki et al., 2010; Near et al., 2014). Однако ареалы этих двух видов значительно перекрываются и во многих водоёмах они встречаются совместно. Биология сенегальского многопёра и многопёра Эндлихера, как и других представителей Polypteridae, всё ещё остаётся слабо изученной. Сведений об образе жизни этих рыб, их питании и предпочитаемых биотопах крайне мало. Результаты нашего исследования позволяют частично компенсировать этот недостаток знаний. Разный термопреферендный диапазон, несовпадение средней избираемой температуры и других показателей термопреферендного поведения указывают на то, что сенегальский многопёр и многопёр Эндлихера занимают в водоёмах разные экологические ниши и разделены пространственно. Это способствует снижению конкуренции между многопёрами при симпатрии и создаёт условия для благополучного их сосуществования. Другой важной адаптацией, облегчающей совместное сосуществование сенегальского многопёра и многопёра Эндлихера, является их различие по вкусовым предпочтениям к некоторым веществам (Sataeva, Kasumyan, 2022). Совместное действие этих и других поведенческих, физиологических и иных адаптаций обеспечивает длительное сохранение этих древних рыб.
Благодарности
Авторы выражают свою искреннюю признательность Е.А. Марусову и А.А. Кажлаеву (МГУ) за помощь в содержании рыб.
Финансирование работы
Статья подготовлена в рамках научных проектов государственного задания МГУ № 121032300100-5 и 121032300102-9 в Единой государственной информационной системе учёта результатов научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ гражданского назначения.
Об авторах
В. В. Зданович
Московский государственный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: zdanovich@mail.ru
Россия, Москва
В. В. Сатаева
Московский государственный университет
Email: zdanovich@mail.ru
Россия, Москва
А. О. Касумян
Московский государственный университет
Email: zdanovich@mail.ru
Россия, Москва
Список литературы
- Голованов В.К. 2013. Эколого-физиологические закономерности распределения и поведения пресноводных рыб в термоградиентных условиях // Вопр. ихтиологии. Т. 53. № 3. С. 286–314. https://doi.org/10.7868/S0042875213030016
- Зданович В.В. 1999. Некоторые особенности роста молоди мозамбикской тиляпии Oreochromis mossambicus при постоянных и переменных температурах // Там же. Т. 39. № 1. С. 105–110.
- Константинов А.С., Зданович В.В. 1993. Некоторые характеристики поведения молоди рыб в термоградиентном поле // Вестн. МГУ. Сер. 16. Биология. № 1. С. 32–37.
- Литвинов А.С. 1985. Временная и пространственная изменчивость полей температур в водохранилищах // Гидрофизические процессы в реках и водохранилищах. М.: Наука. С. 279–283.
- Armstrong J.B., Schindler D.E., Ruff C.P. et al. 2013. Diel horizontal migration in streams: juvenile fish exploit spatial heterogeneity in thermal and trophic resources // Ecology. V. 94. № 9. P. 2066–2075. https://doi.org/10.1890/12-1200.1
- Ayoade A.A., Akponine J.A. 2016. Growth and reproductive parameters of Polypterus senegalus Cuvier 1829 in Eleiyele Lake // N. Y. Sci. J. V. 9. № 11. P. 27–31. https://doi.org/10.7537/marsnys091116.05
- Ayoade A.A., Adeyemi S.A., Ayedun A.S. 2018. Food and feeding habits of Hepsetus odoe and Polypterus senegalus in Eleyele Lake, southwestern Nigeria // Trop. Freshw. Biol. V. 27. № 1. P. 43–53. https://doi.org/10.4314/tfb.v27i1.4
- Beamish F.W.H. 1970. Influence of temperature and salinity acclimation on temperature preferenda of the euryhaline fish Tilapia nilotica // J. Fish. Res. Board Can. V. 27. № 7. P. 1209–1214. https://doi.org/10.1139/f70-143
- Beitinger T.L., Fitzpatrick L.C. 1979. Physiological and ecological correlates of preferred temperature in fish // Am. Zool. V. 19. № 1. P. 319–329. https://doi.org/10.1093/icb/19.1.319
- Boltz J.M., Siemen M.J., Stauffer J.R. Jr. 1987. Influence of starvation on the preferred temperature of Oreochromis mossambicus (Peters) // Arch. Hydrobiol. V. 110. № 1. P. 143–146. https://doi.org/10.1127/archiv-hydrobiol/110/1987/143
- Caissie D. 2006. The thermal regime of rivers: a review // Freshw. Biol. V. 51. № 8. P. 1389–1406. https://doi.org/10.1111/j.1365-2427.2006.01597.x
- Coutant C.C. 1977. Compilation of temperature preference data // J. Fish. Res. Board. Can. V. 34. № 5. P. 739–745. https://doi.org/10.1139/f77-115
- Froese R., Pauly D. (eds.). 2023. FishBase. World Wide Web electronic publication (www.fishbase.org. Version 10/2023).
- Heath A.G., Turner B.J., Davis W.P. 1993. Temperature preferences and tolerances of three fish species inhabiting hyperthermal ponds on mangrove islands // Hydrobiologia. V. 259. № 1. P. 47–55. https://doi.org/10.1007/BF00005964
- Lachance S., Magnan P., FitzGerald G.J. 1987. Temperature preferences of three sympatric sticklebacks (Gasterosteidae) // Can. J. Zool. V. 65. № 6. P. 1573–1576. https://doi.org/10.1139/z87-245
- Larsson S. 2005. Thermal preference of Arctic charr, Salvelinus alpinus, and brown trout, Salmo trutta – implications for their niche segregation // Environ. Biol. Fish. V. 73. № 1. P. 89–96. https://doi.org/10.1007/s10641-004-5353-4
- Lévêque C. 1997. Biodiversity dynamics and conservation: the freshwater fish of tropical Africa. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 452 p.
- Lowney C.L. 2000. Stream temperature variation in regulated rivers: evidence for a spatial pattern in daily minimum and maximum magnitudes // Water Resour.Res. V. 36. № 10. P. 2947–2955. https://doi.org/10.1029/2000WR900142
- Magnuson J.J., Crowder L.B., Medvick P.A. 1979. Temperature as an ecological resource // Am. Zool. V. 19. № 1. P. 331–343. https://doi.org/10.1093/icb/19.1.331
- Moritz T., Lalèyè P.R. 2018. Fishes of the Pendjari National Park (Benin, West Africa) // Bull. Fish Biol. V. 18. № 1/2. P. 1–57.
- Near T.J., Dornburg A., Tokita M. et al. 2014. Boom and bust: ancient and recent diversification in bichirs (Polypteridae: Actinopterygii), a relictual lineage of ray-finned fishes // Evolution. V. 68. № 4. P. 1014–1026. https://doi.org/10.1111/evo.12323
- Nivelle R., Gennotte V., Kalala E.J.K. et al. 2019. Temperature preference of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) juveniles induces spontaneous sex reversal // PLOS One. V. 14. № 2. Article e0212504. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0212504
- Nwonumara G.N., Okogwu O.I. 2021. Seasonal dynamics in water quality and phytoplankton of four tropical rivers in Ebonyi State, southeastern Nigeria // Afr. J. Aquat. Sci. V. 46. № 4. P. 402–413. https://doi.org/10.2989/16085914.2021.1924110
- Ohlberger J., Staaks G.B.O., Petzoldt T. et al. 2008. Physiological specialization by thermal adaptation drives ecological divergence in a sympatric fish species pair // Evol. Ecol. Res. V. 10. P. 1173–1185.
- Paaijmans K.P., Jacobs A.F.G., Takken W. et al. 2008. Observations and model estimates of diurnal water temperature dynamics in mosquito breeding sites in western Kenya // Hydrol. Process. V. 22. № 24. P. 4789–4801. https://doi.org/10.1002/hyp.7099
- Quarcoopome T., Amevenku F.Y.K., Ansa-Asare O.D. 2008. Fisheries and limnology of two reservoirs in Northern Ghana // West Afr. J. Appl. Ecol. V. 12. № 1. N. p. https://doi.org/10.4314/wajae.v12i1.45757
- Raji A., Saidu A.K., Maryam A.T. 2004. Preliminary studies on food and feeding habits of Polypterus endlicheri and Polypterus senegalus in Lake Chad // Proc. 18th Ann. Сonf. Fish. Soc. Nigeria. Owerri: FISON. P. 186–193.
- Reynolds W.W., Casterlin M.E. 1978. Complementarity of thermoregulatory rhythms in Micropterus salmoides and M. dolomieui // Hydrobiologia. V. 60. № 1. P. 89–91. https://doi.org/10.1007/BF00018689
- Ridgway M.S., Bell A.H., Lacombe N.A. et al. 2022. Thermal niche and habitat use by co-occurring lake trout (Salvelinus namaycush) and brook trout (S. fontinalis) in stratified lakes // Environ. Biol. Fish. V. 106. № 5. P. 941–955. https://doi.org/10.1007/s10641-022-01368-9
- Santi S., Rougeot C., Toguyeni A. et al. 2017. Temperature preference and sex differentiation in African catfish, Clarias gariepinus // J. Exp. Zool. A. Ecol. Integr. Physiol. V. 327. № 1. P. 28–37. https://doi.org/10.1002/jez.2066
- Sataeva V.V., Kasumyan A.O. 2022. Orosensory preferences and feeding behavior of Cladistia: a comparison of gray bichir Polypterus senegalus and saddle bichir P. endlicherii (Polypteridae) // J. Ichthyol. V. 62. № 7. Р. 1501–1520. https://doi.org/10.1134/S003294522204021X
- Stauffer J.R. Jr. 1986. Effects of salinity on preferred and lethal temperatures of Mozambique tilapia, Oreochromis mossambicus (Peters) // J. Am. Water Resour. Assoc. V. 22. № 2. P. 205–208. https://doi.org/10.1111/j.1752-1688.1986.tb01876.x
- Stauffer J.R. Jr., Vann D.K., Hocutt C.H. 1984. Effects of salinity on preferred and lethal temperatures of the blackchin tilapia Sarotherodon melanotheron // Ibid. V. 20. № 5. P. 771–775. https://doi.org/10.1111/j.1752-1688.1984.tb04760.x
- Stauffer J.R. Jr., Boltz J.M., Boltz S.E. 1989. Temperature preference of the redbelly tilapia, Oreochromis zilli (Gervais) // Arch. Hydrobiol. V. 114. № 3. P. 453–456. https://doi.org/10.1127/archiv-hydrobiol/114/1989/453
- Suzuki D., Brandley M.C., Tokita M. 2010. The mitochondrial phylogeny of an ancient lineage of ray-finned fishes (Polypteridae) with implications for the evolution of body elongation, pelvic fin loss, and craniofacial morphology in Osteichthyes // BMC Evol. Biol. V. 10. Article 21. https://doi.org/10.1186/1471-2148-10-21
- Žák J., Reichard M., Gvoždík L. 2018. Limited differentiation of fundamental thermal niches within the killifish assemblage from shallow temporary waters // J. Therm. Biol. V. 78. P. 257–262. https://doi.org/10.1016/j.jtherbio.2018.10.015
Дополнительные файлы




