Πληροφορίες

Γιατί το θερμοκρασιακό σοκ σκοτώνει τα ψάρια;

Γιατί το θερμοκρασιακό σοκ σκοτώνει τα ψάρια;


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Όπως συνιστάται με τα περισσότερα ψάρια, θα πρέπει να αποφύγετε τις ξαφνικές αλλαγές στη θερμοκρασία του νερού (για παράδειγμα εισάγοντας νέο νερό που δεν έχει αφεθεί να έρθει σε θερμοκρασία δωματίου). Ωστόσο, δεν κατάλαβα ποτέ γιατί συμβαίνει αυτό, ιδίως δεδομένου ότι τα περισσότερα ψάρια είναι ψυχρόαιμα, οπότε δεν υπάρχει πρόβλημα να χρειαστεί να "ανεβάσουμε" το μεταβολισμό όταν είμαστε σε κρύο νερό.

Ας πούμε ότι ένα συγκεκριμένο είδος ψαριού μπορεί να επιβιώσει σε νερό μεταξύ 20°C και 30°C, τι προκαλεί ένα ψάρι που ήταν προηγουμένως σε νερό 30°C να πεθάνει όταν βυθιστεί ξαφνικά σε νερό 20°C; Καταλαβαίνω ότι αυτό το φαινόμενο ονομάζεται "σοκ" αλλά ψάχνω τον βιολογικό λόγο για αυτό.

Για να είμαι ξεκάθαρος, δεν ψάχνω για "το χημικό x απελευθερώνεται και αυτό οδηγεί στο θάνατο των ψαριών, ψάχνω γιατί απελευθερώνονται καθόλου αυτές οι χημικές ουσίες. Έτσι για να δώσω ένα παράδειγμα εάν η ερώτησή μου ήταν "γιατί η αδρεναλίνη Θα έψαχνα για «η απελευθέρωση αδρεναλίνης είναι συνήθως καλό πράγμα, απελευθερώνεται ως απάντηση σε έναν τρόμο και προετοιμάζει το σώμα για μια αντίδραση μάχης ή φυγής. Ωστόσο, αυτή η υψηλή ετοιμότητα μπορεί να προκαλέσει πρόσθετη καταπόνηση στο σώμα που μπορεί να προκαλέσει θάνατο σε ορισμένες περιπτώσεις ».


Αυτό οφείλεται σε ένα φαινόμενο που ονομάζεται «κρύο σοκ». Αυτό προκαλεί μια σειρά από φυσιολογικές αλλαγές στο μεταβολισμό των ψαριών και επίσης στη συμπεριφορά του και μπορεί να οδηγήσει σε θάνατο.

Το πρώτο έγγραφο παραθέτει ορισμένους λόγους στον πίνακα 1:

  • Απόκριση εγκεφάλου και κεντρικού νευρικού συστήματος: Αλλαγές στη νευρωνική δραστηριότητα
  • Απόκριση κατεχολαμινών και κορτικοστεροειδών: Απελευθέρωση ορμονών λόγω του σοκ.
  • Αιματολογική και μεταβολική απάντηση: Αλλαγές στα ερυθρά και λευκά αιμοσφαίρια και το γαλακτικό οξύ στο αίμα.
  • Έκφραση πρωτεϊνών και μοριακές αποκρίσεις: Αλλαγές στην έκφραση πρωτεϊνών της οικογένειας θερμικών σοκ.

Αυτές οι αλλαγές (ειδικά στον εγκέφαλο και τα νεύρα και επίσης τις ορμόνες) μπορούν να απορυθμίσουν το μεταβολισμό των ψαριών τόσο πολύ που μπορεί να πεθάνει. Το σοκ είναι μια κρίσιμη κατάσταση. Προφανώς βρίσκεται σε εξέλιξη πολλή έρευνα, αλλά προτείνω να διαβάσετε τα δύο παρακάτω άρθρα για περισσότερες λεπτομέρειες.


Βιβλιογραφικές αναφορές:

  1. Κρύο σοκ και ψάρια
  2. Φυσιολογικές αντιδράσεις στρες στο ψάρι ζεστού νερού matrinxã (Brycon amazonicus) που υποβλήθηκε σε ξαφνικό κρύο σοκ

12 πιο σημαντικές επιδράσεις της θερμοκρασίας στους ζωντανούς οργανισμούς

Οι πιο σημαντικές επιπτώσεις της θερμοκρασίας στους ζωντανούς οργανισμούς!

Έχει βρεθεί ότι η θερμοκρασία επηρεάζει τους ζωντανούς οργανισμούς με διάφορους τρόπους, για παράδειγμα έχει σημαντικό ρόλο στα κύτταρα, τη μορφολογία, τη φυσιολογία, τη συμπεριφορά, την ανάπτυξη, την οντογενετική ανάπτυξη και την κατανομή των φυτών και των ζώων.

Μερικές από τις καλά μελετημένες επιδράσεις της θερμοκρασίας στους ζωντανούς οργανισμούς είναι οι ακόλουθες:

1. Θερμοκρασία και κύτταρο:

Οι ελάχιστες και μέγιστες θερμοκρασίες έχουν θανατηφόρα αποτελέσματα στα κύτταρα και τα συστατικά τους. Εάν είναι πολύ κρύο, οι πρωτεΐνες των κυττάρων μπορεί να καταστραφούν καθώς σχηματίζεται πάγος ή καθώς χάνεται νερό και συγκεντρώνονται ηλεκτρολύτες στα κύτταρα, η θερμότητα πήζει τις πρωτεΐνες (Lewis and Taylor, 1967).

2. Θερμοκρασία και μεταβολισμός:

Οι περισσότερες μεταβολικές δραστηριότητες μικροβίων, φυτών και ζώων ρυθμίζονται από διάφορα είδη ενζύμων και τα ένζυμα με τη σειρά τους επηρεάζονται από τη θερμοκρασία, κατά συνέπεια η αύξηση της θερμοκρασίας, έως ένα ορισμένο όριο, επιφέρει αυξημένη ενζυματική δραστηριότητα, με αποτέλεσμα αυξημένο ρυθμό μεταβολισμού.

Για παράδειγμα, η δραστηριότητα του ενζύμου ηπατικής αργινάσης στο αμινοξύ αργινίνης, βρέθηκε να αυξάνεται σταδιακά και σταδιακά, με την ταυτόχρονη αύξηση της θερμοκρασίας από 17°C σε 48°C. Αλλά μια αύξηση της θερμοκρασίας πέραν των 48 ″C διαπιστώνεται ότι έχει δυσμενείς επιπτώσεις στο μεταβολικό ρυθμό αυτής της ενζυματικής δραστηριότητας που καθυστερεί γρήγορα.

Στα φυτά, ο ρυθμός απορρόφησης επιβραδύνεται σε χαμηλή θερμοκρασία. Η φωτοσύνθεση λειτουργεί σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών. Τα περισσότερα φύκια απαιτούν χαμηλότερο εύρος θερμοκρασίας για τη φωτοσύνθεση από τα ανώτερα φυτά. Ο ρυθμός αναπνοής στα φυτά, ωστόσο, αυξάνεται, με την άνοδο της θερμοκρασίας, αλλά πέρα ​​από το βέλτιστο όριο η υψηλή θερμοκρασία μειώνει τον ρυθμό αναπνοής. Ο ρυθμός αναπνοής διπλασιάζεται (όπως στα ζώα) με την αύξηση κατά 10°C πάνω από τη βέλτιστη θερμοκρασία, υπό την προϋπόθεση ότι άλλοι παράγοντες είναι ευνοϊκοί (νόμος Vant Hoff).

Ωστόσο, η βέλτιστη θερμοκρασία για τη φωτοσύνθεση είναι χαμηλότερη από εκείνη για την αναπνοή. Όταν η θερμοκρασία πέσει κάτω από την ελάχιστη για ανάπτυξη, ένα φυτό αδρανεί ακόμα κι αν η αναπνοή και η φωτοσύνθεση μπορεί να συνεχιστούν αργά. Οι χαμηλές θερμοκρασίες επηρεάζουν περαιτέρω το φυτό καθίζοντας την πρωτεΐνη στα φύλλα και τα τρυφερά κλαδιά και αφυδατώνοντας τους ιστούς.

3. Θερμοκρασία και αναπαραγωγή:

Η ωρίμανση των γονάδων, η γαμετογένεση και η απελευθέρωση των γαμετών λαμβάνει χώρα σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία που ποικίλλει από είδος σε είδος. Για παράδειγμα, ορισμένα είδη αναπαράγονται ομοιόμορφα όλο το χρόνο, μερικά μόνο το καλοκαίρι ή το χειμώνα, ενώ ορισμένα είδη έχουν δύο περιόδους αναπαραγωγής, μία την άνοιξη και άλλη το φθινόπωρο. Έτσι, η θερμοκρασία καθορίζει τις εποχές αναπαραγωγής των περισσότερων οργανισμών.

Η θερμοκρασία επηρεάζει επίσης τη γονιμότητα των ζώων. Η γονιμότητα ενός ζώου ορίζεται ως η αναπαραγωγική του ικανότητα, δηλαδή ο συνολικός αριθμός των νεαρών που γεννήθηκαν κατά τη διάρκεια της ζωής του ζώου. Για παράδειγμα, τα θηλυκά του εντόμου, acridid ​​Chrotogonus trachyplerus έγιναν σεξουαλικά ώριμα στους 30 ° C και 35 ° C από ό, τι στους 25 ° C, και ο μεγαλύτερος αριθμός αυγών ανά θηλυκό γεννήθηκε σε θερμοκρασίες 30 ° C. Ο αριθμός των αυγών μειώθηκε από 243 σε 190 όταν η θερμοκρασία αυξήθηκε στους 30-35°C (Grewal and Atwal, 1968).

Ομοίως, σε είδη ακρίδας - Melanoplus sanguinipes και Camnula pellucida όταν εκτρέφονται στους 32 ° C παράγουν 20-30 φορές περισσότερα αυγά από αυτά που εκτρέφονται στους 22 ° C (βλ. Ananthakrishan και Viswanathan, 1976). Από την άλλη πλευρά, η γονιμότητα ορισμένων ένθετων φυτών όπως ο βαμβακερός μίσχος (Pempherulus affinis) βρέθηκε να μειώνεται με αύξηση της θερμοκρασίας πέρα ​​από τους 32,8°C (A Jyar and Margabandhu, 1941).

4. Θερμοκρασία και αναλογία φύλου:

Σε ορισμένα ζώα η θερμοκρασία περιβάλλοντος καθορίζει την αναλογία φύλου του είδους. Για παράδειγμα, η αναλογία φύλου του κωπηπόδου Maerocyclops albidu βρέθηκε ότι εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Καθώς η θερμοκρασία ανεβαίνει, παρατηρείται σημαντική αύξηση στον αριθμό των αρσενικών. Ομοίως στον ψύλλο πανώλης, το Xenopsylla cheopis, τα αρσενικά ήταν περισσότερα από τα θηλυκά σε αρουραίους, τις ημέρες που η μέση θερμοκρασία παραμένει μεταξύ 21-25 ° C. Αλλά η θέση γίνεται αντίστροφη σε πιο δροσερές μέρες.

5. Θερμοκρασία και οντογενετική ανάπτυξη:

Η θερμοκρασία επηρεάζει την ταχύτητα και την επιτυχία της ανάπτυξης ποικιλοθερμικών ζώων. Γενικά η πλήρης ανάπτυξη των αυγών και των προνυμφών είναι ταχύτερη σε θερμές θερμοκρασίες. Τα αυγά πέστροφας, για παράδειγμα, αναπτύσσονται τέσσερις φορές πιο γρήγορα στους 15°C από ότι στους 5°C. Το έντομο, η χειρομιδική μύγα Metriocnemus hirticollis, απαιτεί 26 ημέρες στους 20 ° C για την ανάπτυξη μιας πλήρους γενιάς, 94 ημέρες στους 10 ° C, 153 ημέρες στους 6,5 ° C και 243 ημέρες στους 20 ° C, (Andrewartha και Birch, 1954).

Ωστόσο, οι σπόροι πολλών φυτών δεν θα βλαστήσουν και τα αυγά και τα κουτάβια ορισμένων εντόμων δεν θα εκκολαφθούν ή δεν θα αναπτυχθούν κανονικά μέχρι να παγώσουν. Η πέστροφα Brook αναπτύσσεται καλύτερα στους 13 ° C έως 16 ° C, αλλά τα αυγά αναπτύσσονται καλύτερα στους 8 ° C. Στο κοινό δάσος σκαθάρι Pterostichus oblongopunctatus η ανάπτυξη από αυγό σε ώριμο σκαθάρι διαρκεί 82 ημέρες στους 15 ° C, ενώ στους 25 ° C χρειάζεται μόνο 46 ημέρες. Στο πεύκο, ο ρυθμός ανάπτυξης των Dendroliniuspini και η θνησιμότητα των διαφόρων αναπτυξιακών σταδίων επηρεάζονται από τη θερμοκρασία.

6. Θερμοκρασία και ανάπτυξη:

Οι ρυθμοί ανάπτυξης διαφορετικών ζώων και φυτών επηρεάζονται επίσης από τη θερμοκρασία. Για παράδειγμα, οι πέστροφες ενήλικες δεν τρέφουν πολύ βοήθεια δεν μεγαλώνουν μέχρι το νερό να είναι πιο ζεστό από τους 10 ° C. Ομοίως, στο στρείδι Ostraea virginica, το μήκος του σώματος αυξάνεται από 1,4 mm σε 10,3 mm όταν η θερμοκρασία αυξάνεται από 10 ° C σε 20 ° C. Το γαστερόποδο Urosalpinx cinerea και ο αχινός Echinus esculcntus παρουσιάζουν μέγιστο μέγεθος στα θερμότερα νερά. Τα κοράλλια ανθίζουν καλά σε εκείνα τα νερά που περιέχουν νερό κάτω από τους 21 ° C.

7. Θερμοκρασία και χρωματισμός:

Το μέγεθος και το χρώμα των ζώων επηρεάζονται από τη θερμοκρασία. Σε ζεστά και υγρά κλίματα, πολλά ζώα, όπως έντομα, πουλιά και θηλαστικά, φέρουν πιο σκούρα χρωματισμούς από τις φυλές ορισμένων ειδών που βρίσκονται σε δροσερά και ξηρά κλίματα. Αυτό το φαινόμενο είναι γνωστό ως κανόνας Gioger.

Στον βάτραχο Hyla και στον κερασφόρο φρύνο Phrynosoma, οι χαμηλές θερμοκρασίες είναι γνωστό ότι προκαλούν σκουρόχρωμα. Μερικές γαρίδες (ασπόνδυλα καρκινοειδή) γίνονται ανοιχτόχρωμες με την αύξηση της θερμοκρασίας. Το μπαστούνι Carausius είναι γνωστό ότι έγινε μαύρο στους 15 C και καφέ στους 25 ° C.

8. Θερμοκρασία και μορφολογία:

Η θερμοκρασία επηρεάζει επίσης το απόλυτο μέγεθος ενός ζώου και τις σχετικές ιδιότητες των διαφόρων τμημάτων του σώματος (κανόνας του Μπέργκμαν). Τα πουλιά και τα θηλαστικά, για παράδειγμα, αποκτούν μεγαλύτερο σωματικό μέγεθος όταν βρίσκονται σε ψυχρές περιοχές από ό,τι σε θερμές περιοχές, και οι ψυχρότερες περιοχές φιλοξενούν μεγαλύτερα είδη. Όμως, τα poikilotherms τείνουν να είναι μικρότερα σε ψυχρότερες περιοχές.

Το μέγεθος του σώματος έχει παίξει σημαντικό ρόλο στην προσαρμογή σε χαμηλή θερμοκρασία επειδή έχει επηρεάσει το ρυθμό απώλειας θερμότητας. Σύμφωνα με τους Brown και Lee (1969), οι μεγαλύτεροι ξύλινοι αρουραίοι έχουν επιλεκτικό πλεονέκτημα σε ψυχρά κλίματα, προφανώς επειδή η αναλογία επιφάνειας προς αέρα και η μεγαλύτερη μόνωση τους επιτρέπουν να διατηρούν τη μεταβολική θερμότητα. Για αντίθετους λόγους, τα μικρού μεγέθους ζώα προτιμώνται στις ερήμους.

Τα άκρα των θηλαστικών όπως η ουρά, το ρύγχος, τα αυτιά και τα γόνατα είναι σχετικά μικρότερα σε ψυχρότερα μέρη από ό, τι στα θερμότερα μέρη (ο κανόνας του Άλεν). Για παράδειγμα, υπάρχει διαφορά στο μέγεθος των αυτιών της αρκτικής αλεπούς (Alopex lagopus), της κόκκινης αλεπούς (Vulpes Vulpes) και της αλεπούς της ερήμου (Megalotis zerda) (Εικ. 11.17).

Δεδομένου ότι η θερμότητα χάνεται μέσω της επιφάνειας, τα μικρά αυτιά της αρκτικής αλεπούς βοηθούν στη διατήρηση της θερμότητας, ενώ τα μεγάλα αυτιά της αλεπούς της ερήμου βοηθούν στην απώλεια θερμότητας και στην εξάτμιση. Ομοίως, το Gazella picticanda των Ιμαλαΐων έχει πιο κοντά πόδια, αυτιά και ουρά από το Gazella benetti που βρίσκεται στις πεδιάδες των Ιμαλαΐων, αν και τα δύο έχουν το ίδιο μέγεθος σώματος.

Ομοίως, οι Εσκιμώοι έχουν πιο κοντά χέρια και πόδια σε αναλογία με το μέγεθος του κορμού τους, το οποίο είναι συγκριτικά μεγαλύτερο από οποιαδήποτε άλλη σύγχρονη ομάδα. Τα ποντίκια που εκτρέφονται στους 31 ° C έως 33.5 ° C έχουν μεγαλύτερες ουρές από εκείνες του ίδιου στελέχους που εκτρέφονται στους 15.5 ° C έως 20 ° C. Όλα αυτά τα παραδείγματα του κανόνα του Άλεν δείχνουν ξεκάθαρα την προσαρμοστική σημασία των κοντών άκρων στη μείωση της απώλειας θερμότητας από το σώμα σε ψυχρό κλίμα.

Οι φυλές των πουλιών με σχετικά στενά και πιο οξυμένα φτερά τείνουν να εμφανίζονται σε ψυχρότερες περιοχές, ενώ εκείνες σε θερμότερα κλίματα τείνουν να είναι ευρύτερες (κανόνας Rensch). Η θερμοκρασία επηρεάζει επίσης τη μορφολογία ορισμένων ψαριών και διαπιστώνεται ότι έχει κάποια σχέση με τον αριθμό των σπονδύλων (κανόνας του Jordon). Ο μπακαλιάρος που εκκολάπτεται από το New Foundland σε θερμοκρασία μεταξύ 4° και 8°C έχει 58 σπονδύλους, ενώ αυτός που εκκολάπτεται ανατολικά του Nantucket σε θερμοκρασία μεταξύ 10° και 11°C έχει 54 σπονδύλους.

Κεφάλια αρκτικής αλεπούς (Alopex lagnpus), κόκκινης αλεπούς (Vulpes Vulpes) και αλεπούς της ερήμου (Megalot’s zerda) που δείχνουν διαβάθμιση στο μέγεθος των αυτιών και απεικονίζουν τον κανόνα του Allen’ (μετά τον Clark, 1954).

9. Θερμοκρασία και κυκλομορφία:

Η σχέση μεταξύ των εποχιακών μεταβολών της θερμοκρασίας και της μορφής του σώματος εκδηλώνεται σε ένα αξιοσημείωτο φαινόμενο που ονομάζεται κυκλομορφία που εκδηλώνεται από ορισμένα cladocerans όπως η Daphnia κατά τους ζεστούς μήνες του καλοκαιριού (Εικ. 1118). Αυτά τα καρκινοειδή παρουσιάζουν μια εντυπωσιακή διακύμανση στο μέγεθος του κράνους ή της προβολής του κεφαλιού τους μεταξύ του χειμώνα και του καλοκαιριού (Coker, 1931).

Το κράνος αναπτύσσεται στο κεφάλι Daphnia την άνοιξη, φτάνει στο μέγιστο μέγεθός του το καλοκαίρι και εξαφανίζεται εντελώς το χειμώνα για να δώσει το συνηθισμένο στρογγυλό σχήμα στο κεφάλι. Ένα τέτοιο είδος κυκλομορφίας ως προς το μέγεθος του κράνους δείχνει σαφώς μια συσχέτιση με το βαθμό θερμότητας διαφορετικών εποχών.

Αυτές οι παρατάσεις του κράνους έχουν ερμηνευθεί ως προσαρμογή που βοηθά στην επίπλευση, καθώς η άνωση του νερού μειώνεται καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία (υπόθεση άνωσης). Σύμφωνα με άλλη ερμηνεία (δηλαδή, υπόθεση σταθερότητας), το κράνος λειτουργεί σαν το πηδάλιο και δίνει μεγαλύτερη σταθερότητα στο ζώο. Εκτός από τη θερμοκρασία, ένας τέτοιος δομικός πολυμορφισμός μπορεί να προκληθεί από άλλους περιβαλλοντικούς παράγοντες, συμπεριλαμβανομένων των τροφίμων.

10. Θερμοκρασία και συμπεριφορά των ζώων:

Η θερμοκρασία επηρεάζει γενικά τη συμπεριφορά των ζώων. Στα εύκρατα νερά, η επίδραση της θερμοκρασίας στη συμπεριφορά των ξυλοφόρων είναι βαθιά. Για παράδειγμα, τους χειμερινούς μήνες γενικά, τόσο η Martesia όσο και η Teredo εμφανίζονται σε μικρότερους αριθμούς σε σύγκριση με την Bankia campanulaia της οποίας η ένταση επίθεσης είναι μέγιστη κατά τους χειμερινούς μήνες.

Επιπλέον, το πλεονέκτημα που αποκτήθηκε από ορισμένα ψυχρόαιμα ζώα μέσω της θερμοταξίας ή του προσανατολισμού προς μια πηγή θερμότητας είναι αρκετά ενδιαφέρον. Τα τσιμπούρια εντοπίζουν τους θερμούς ξενιστές του αίματος τους με μια στροφική αντίδραση στη θερμότητα του σώματός τους. Ορισμένα φίδια όπως το φίδι κουδουνίσματος, τα χάλκινα κεφάλια και οι οχιές είναι σε θέση να ανιχνεύσουν θηλαστικά και πτηνά από τη θερμότητα του σώματός τους, η οποία παραμένει ελαφρώς πιο ζεστή από το περιβάλλον.

Ακόμη και στο σκοτάδι αυτά τα φίδια χτυπούν τη λεία τους με μια ανησυχητική ακρίβεια, λόγω της θερμικής ακτινοβολίας που προέρχεται από το θήραμα. Η άφιξη του κρύου καιρού σε εύκρατες ζώνες αναγκάζει τα φίδια να κουλουριάζονται και να συσσωρεύονται μεταξύ τους.

Κυκλομορφία στο Daphnia cucullata λόγω εποχιακής αλλαγής της θερμοκρασίας (μετά τον Clarke, 1954).

11. Θερμοκρασία και κατανομή των ζώων:

Επειδή η βέλτιστη θερμοκρασία για την ολοκλήρωση των διαφόρων σταδίων του κύκλου ζωής πολλών οργανισμών ποικίλλει, η θερμοκρασία επιβάλλει έναν περιορισμό στην κατανομή των ειδών. Γενικά το εύρος πολλών ειδών περιορίζεται από τη χαμηλότερη κρίσιμη θερμοκρασία στο πιο ευάλωτο στάδιο του κύκλου ζωής του, συνήθως, το στάδιο της αναπαραγωγής. Αν και ο αστακός του Ατλαντικού θα ζει σε νερό με εύρος θερμοκρασίας από 0° έως 17°C, θα αναπαραχθεί μόνο σε νερό θερμότερο από 11°C.

Ο αστακός μπορεί να ζει και να αναπτύσσεται σε πιο κρύα νερά, αλλά ποτέ δεν δημιουργείται πληθυσμός αναπαραγωγής εκεί. Όχι μόνο η θερμοκρασία επηρεάζει την αναπαραγωγή στη γεωγραφική κατανομή, αλλά και η θερμοκρασία επηρεάζει την επιβίωση (δηλαδή, η θανατηφόρα επίδραση της θερμοκρασίας), η διατροφή και άλλες βιολογικές δραστηριότητες είναι υπεύθυνες για τη γεωγραφική κατανομή των ζώων.

Όπως σημειώθηκε νωρίτερα σε αυτό το άρθρο, τα ζώα από ψυχρότερες γεωγραφικές περιοχές είναι γενικά λιγότερο ανθεκτικά στη θερμότητα και πιο ανθεκτικά στο κρύο από εκείνα των θερμότερων περιοχών, για παράδειγμα, μέλος της Aurelia, μια μέδουσα από τη Νέα Σκωτία πεθαίνει σε θερμοκρασία νερού 29-30 °C, ενώ η Aurelia από τη Φλόριντα μπορεί να ανεχθεί θερμοκρασίες έως και 38,5 °C. Έτσι, το θανατηφόρο όριο θερμοκρασίας μπορεί να ρυθμίσει το εύρος κατανομής της Aurelia.

Γενικά, η κατανομή των θαλάσσιων ειδών με ρηχά νερά μπορεί να αποδοθεί σε τέσσερις τύπους ζωνοποίησης. Στον πρώτο τύπο, η βόρεια κατανομή εξαρτάται από τα θερμικά θανατηφόρα όρια κατά τους χειμερινούς μήνες και η νότια κατανομή εξαρτάται από τα θερινά όρια θερμοκρασίας το καλοκαίρι. Σε έναν δεύτερο τύπο, τα θερμικά όρια που απαιτούνται για τον πληθυσμό καθορίζουν την κατανομή βορρά προς νότο.

Στον τρίτο τύπο ζωνοποίησης, οι θερμικές απαιτήσεις για επαναπληθυσμό αποτρέπουν
εξόρυξη του πολικού οικοτόπου το καλοκαίρι και η μέγιστη θερμοκρασία καθορίζει την περιοχή επιβίωσης στον ισημερινό. Τέλος, η ελάχιστη θερμοκρασία επιβίωσης καθορίζει το όριο πόλων το χειμώνα και οι θερμοκρασίες που περιορίζουν τον επαναπληθυσμό καθορίζουν το νότιο εύρος.

Τα χερσαία ασπόνδυλα, ιδιαίτερα τα αρθρόποδα γενικά κατανέμονται σε όλα τα θερμικά περιβάλλοντα όπου υπάρχει ζωή. Πολλά αρθρόποδα που έχουν εισβάλει στις ψυχρότερες περιοχές έχουν ένα στάδιο στον κύκλο ζωής τους, το οποίο είναι πολύ ανθεκτικό στο κρύο, επιτρέποντάς τους να ξεχειμωνιάσουν μέχρι να επιστρέψει ο θερμότερος καιρός (Salt, 1964). Τα πουλιά και τα θηλαστικά είναι επίσης προσαρμοσμένα για να ζουν σχεδόν σε όλα τα θερμικά περιβάλλοντα.

Ωστόσο, η κατανομή των αμφιβίων και των ερπετών περιορίζεται στα σχετικά θερμότερα θερμικά κλίματα. Ο Mock (1964) έχει απαριθμήσει τρεις παράγοντες που περιορίζουν την εισβολή των ερπετών σε ψυχρά περιβάλλοντα: η ημερήσια θερμοκρασία περιβάλλοντος πρέπει να είναι αρκετά υψηλή ώστε να επιτρέπει τη δραστηριότητα, η ημερήσια θερμοκρασία περιβάλλοντος πρέπει να είναι αρκετά υψηλή και αρκετά μεγάλη ώστε να επιτρέπει την αναπαραγωγή και να επιτρέπει σε ενήλικες και νέους. για να αποκτήσετε τροφή για “κατά τη διάρκεια του χειμώνα” και πρέπει να υπάρχουν επαρκείς θέσεις για χειμερία νάρκη.

12. Θερμοκρασία και υγρασία:

Η διαφορική θέρμανση της ατμόσφαιρας που προκύπτει από τη διακύμανση της θερμοκρασίας στην επιφάνεια της γης παράγει μια σειρά οικολογικών επιπτώσεων, συμπεριλαμβανομένων των τοπικών και εμπορικών ανέμων και τυφώνων και άλλων καταιγίδων, αλλά πιο σημαντικό καθορίζει την κατανομή των βροχοπτώσεων.


Πρωτεΐνες θερμικού σοκ

Παρατηρήθηκε για πρώτη φορά στη μύγα των καρπών Drosophila melanogaster ότι όταν είτε απομονωμένοι ιστοί είτε ολόκληρες μύγες υποβλήθηκαν σε θερμικό σοκ, δημιουργήθηκαν νέες πρωτεΐνες, μη ανιχνεύσιμες σε μη κλονισμένα κύτταρα. Επιπλέον, άλλες ειδικές πρωτεΐνες που υπήρχαν σε μη κλονισμένα κύτταρα παρασκευάστηκαν σε πολύ μεγαλύτερες ποσότητες μετά από θερμικό σοκ. Και οι δύο αυτές κατηγορίες πρωτεϊνών ορίστηκαν ως πρωτεΐνες θερμικού σοκ (Hsps). Η σύνθεση του Hsps είναι ένα καθολικό φαινόμενο, που συμβαίνει σε όλα τα είδη φυτών και ζώων που μελετώνται, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Τα Hsps κατασκευάζονται επίσης από προκαρυωτικά κύτταρα, δηλαδή τα βακτήρια και τα αρχαιά. Η θερμοκρασία στην οποία επάγονται οι πρωτεΐνες θερμικού σοκ ποικίλλει ανάλογα με την κανονική θερμοκρασία ανάπτυξης του είδους. Για παράδειγμα, οι μύγες φρούτων, που συνήθως καλλιεργούνται στους 25 ° C στο εργαστήριο, υφίστανται θερμική σοκ στους 35-37 ° C, ενώ τα κύτταρα ανθρώπου ή ποντικού προκαλούνται να κάνουν Hsps όταν η θερμοκρασία αυξηθεί σε αρκετούς βαθμούς πάνω από τη φυσιολογική θερμοκρασία του σώματός τους 37 ° C, για παράδειγμα 41-42 ° C. Οι χημικές ουσίες που μπορούν να προκαλέσουν Hsps σε πολλούς τύπους κυττάρων περιλαμβάνουν ιόντα βαρέων μετάλλων και αρσενίτη.


Περιεχόμενα

Είναι γνωστό ότι η ταχεία θερμική σκλήρυνση μπορεί να προκληθεί από μια σύντομη έκθεση των κυττάρων σε υποθανατική υψηλή θερμοκρασία, η οποία με τη σειρά της παρέχει προστασία από την επακόλουθη και πιο σοβαρή θερμοκρασία. Το 1962, ο Ιταλός γενετιστής Ferruccio Ritossa ανέφερε ότι η θερμότητα και η μεταβολική αποζεύκτη 2,4-δινιτροφαινόλης προκάλεσαν ένα χαρακτηριστικό μοτίβο «φουσκώματος» στα χρωμοσώματα της Drosophila. [10] [11] Αυτή η ανακάλυψη τελικά οδήγησε στον εντοπισμό των πρωτεϊνών θερμικού σοκ (HSP) ή των πρωτεϊνών στρες των οποίων η έκφραση αντιπροσώπευε αυτό το φούσκωμα. Η αυξημένη σύνθεση επιλεγμένων πρωτεϊνών στα κύτταρα Drosophila μετά από καταπονήσεις όπως το θερμικό σοκ αναφέρθηκε για πρώτη φορά το 1974. [12] Το 1974, οι Tissieres, Mitchell και Tracy [13] ανακάλυψαν ότι το θερμικό σοκ προκαλεί την παραγωγή ενός μικρού αριθμού πρωτεϊνών και αναστέλλει η παραγωγή των περισσότερων άλλων. Αυτό το αρχικό βιοχημικό εύρημα οδήγησε σε μεγάλο αριθμό μελετών σχετικά με την πρόκληση θερμικού σοκ και τον βιολογικό του ρόλο. Οι πρωτεΐνες θερμικού σοκ συχνά λειτουργούν ως chaperons στην αναδίπλωση των πρωτεϊνών που έχουν υποστεί βλάβη από τη θερμική καταπόνηση.Πρωτεΐνες θερμικού σοκ έχουν βρεθεί σε όλα τα είδη που εξετάστηκαν, από βακτήρια έως ανθρώπους, υποδηλώνοντας ότι εξελίχθηκαν πολύ νωρίς και έχουν σημαντική λειτουργία.

Σύμφωνα με τους Marvin et al. Τα sHSP εκφράζουν ανεξάρτητα όχι μόνο στην απόκριση θερμικού σοκ αλλά έχουν επίσης αναπτυξιακούς ρόλους σε εμβρυϊκά ή νεανικά στάδια θηλαστικών, teleost ψαριών και ορισμένα χαμηλότερα σπονδυλικά γονιδιώματα. Το hspb1 (HSP27) εκφράζεται κατά τη διάρκεια του στρες και κατά την ανάπτυξη του εμβρύου, των σωμιτών, του μέσου οπίσθιου εγκεφάλου, της καρδιάς και του φακού σε ζέβρα. Η έκφραση του γονιδίου hspb4, το οποίο κωδικοποιεί την άλφα κρυσταλλική, αυξάνεται σημαντικά στο φακό ως απόκριση σε θερμοπληξία. [14]

Ανοδική ρύθμιση στο άγχος Επεξεργασία

Η παραγωγή υψηλών επιπέδων πρωτεϊνών θερμικού σοκ μπορεί επίσης να προκληθεί από την έκθεση σε διάφορα είδη περιβαλλοντικών καταστάσεων στρες, όπως μόλυνση, φλεγμονή, άσκηση, έκθεση του κυττάρου σε επιβλαβή υλικά (αιθανόλη, αρσενικό και ιχνοστοιχεία, μεταξύ πολλών άλλων) , υπεριώδες φως, πείνα, υποξία (στέρηση οξυγόνου), έλλειψη αζώτου (στα φυτά) ή στέρηση νερού. Κατά συνέπεια, οι πρωτεΐνες θερμικού σοκ αναφέρονται επίσης ως πρωτεΐνες στρες και η υπερρύθμιση τους μερικές φορές περιγράφεται γενικότερα ως μέρος της απόκριση στρες. [15]

Ο μηχανισμός με τον οποίο η θερμοπληξία (ή άλλα περιβαλλοντικά στρεσογόνα) ενεργοποιεί τον συντελεστή θερμικού σοκ έχει προσδιοριστεί στα βακτήρια. Κατά τη διάρκεια της θερμικής καταπόνησης, οι πρωτεΐνες της εξωτερικής μεμβράνης (OMP) δεν διπλώνονται και δεν μπορούν να εισαχθούν σωστά στην εξωτερική μεμβράνη. Συσσωρεύονται στον περιπλασματικό χώρο. Αυτά τα OMP ανιχνεύονται από την DegS, μια πρωτεάση εσωτερικής μεμβράνης, που περνά το σήμα μέσω της μεμβράνης στον μεταγραφικό παράγοντα sigmaE. [16] Ωστόσο, ορισμένες μελέτες υποδεικνύουν ότι η αύξηση των κατεστραμμένων ή ανώμαλων πρωτεϊνών φέρνει τα HSP σε δράση.

Ορισμένες πρωτεΐνες βακτηριακού θερμικού σοκ ρυθμίζονται προς τα πάνω μέσω ενός μηχανισμού που περιλαμβάνει θερμόμετρα RNA όπως το θερμόμετρο FourU, το στοιχείο ROSE και το ρυθμιστικό στοιχείο cis Hsp90. [17]

Οι Petersen και Mitchell [18] διαπίστωσαν ότι στο D. melanogaster μια ήπια προθεραπεία θερμικού σοκ που προκαλεί έκφραση γονιδίου θερμικού σοκ (και ενισχύει σημαντικά την επιβίωση μετά από επακόλουθο υψηλότερο θερμικό σοκ υψηλότερης θερμοκρασίας) επηρεάζει κυρίως τη μετάφραση του RNA αγγελιοφόρου και όχι τη μεταγραφή του RNA. Οι πρωτεΐνες θερμικού σοκ συντίθενται επίσης σε D. melanogaster κατά την ανάρρωση από παρατεταμένη έκθεση στο κρύο απουσία θερμικού σοκ. [19] Μια ήπια προεπεξεργασία θερμικού σοκ του ίδιου είδους που προστατεύει από το θάνατο από επακόλουθο θερμικό σοκ αποτρέπει επίσης το θάνατο από έκθεση στο κρύο. [19]

Ρόλος ως συνοδός Επεξεργασία

Αρκετές πρωτεΐνες θερμικού σοκ λειτουργούν ως ενδοκυτταρικές σαπερόνες για άλλες πρωτεΐνες. Παίζουν σημαντικό ρόλο στις αλληλεπιδράσεις πρωτεΐνης-πρωτεΐνης, όπως η αναδίπλωση και η υποβοήθηση στη δημιουργία της σωστής πρωτεϊνικής διαμόρφωσης (σχήματος) και η πρόληψη της ανεπιθύμητης συσσώρευσης πρωτεΐνης. Βοηθώντας στη σταθεροποίηση μερικώς ξεδιπλωμένων πρωτεϊνών, τα HSP βοηθούν στη μεταφορά πρωτεϊνών σε μεμβράνες μέσα στο κύτταρο. [20] [21]

Ορισμένα μέλη της οικογένειας HSP εκφράζονται σε χαμηλά έως μέτρια επίπεδα σε όλα οργανισμών λόγω του ουσιαστικού ρόλου τους στη διατήρηση της πρωτεΐνης.

Διαχείριση Επεξεργασία

Οι πρωτεΐνες θερμικής καταπληξίας συμβαίνουν επίσης κάτω από μη στρεσογόνες συνθήκες, απλώς «παρακολουθώντας» τις πρωτεΐνες του κυττάρου. Μερικά παραδείγματα του ρόλου τους ως «μόνιτορ» είναι ότι μεταφέρουν παλιές πρωτεΐνες στον «κάδο ανακύκλωσης» (πρωτεάσωμα) του κυττάρου και βοηθούν τις νεοσυντιθέμενες πρωτεΐνες να αναδιπλώνονται σωστά.

Αυτές οι δραστηριότητες αποτελούν μέρος του συστήματος επισκευής ενός κυττάρου, που ονομάζεται "κυτταρική απόκριση στρες" ή "απόκριση θερμικού σοκ".

Πρόσφατα, υπάρχουν αρκετές μελέτες που υποδηλώνουν συσχέτιση μεταξύ των HSP και των υπερήχων διπλής συχνότητας, όπως αποδεικνύεται από τη χρήση του μηχανήματος LDM-MED.

Οι πρωτεΐνες θερμικού σοκ φαίνεται να είναι πιο ευαίσθητες στην αυτο-αποδόμηση από άλλες πρωτεΐνες λόγω της αργής πρωτεολυτικής δράσης στον εαυτό τους. [22]

Καρδιαγγειακή Επεξεργασία

Οι πρωτεΐνες θερμικού σοκ φαίνεται να εξυπηρετούν σημαντικό καρδιαγγειακό ρόλο. Τα Hsp90, hsp84, hsp70, hsp27, hsp20 και άλφα Β κρυσταλλίνη έχουν αναφερθεί ότι έχουν ρόλους στην καρδιοαγγειολογία. [23]

Η Hsp90 δεσμεύει τόσο τη συνθάση του ενδοθηλιακού μονοξειδίου του αζώτου όσο και τη διαλυτή γουανυλική κυκλάση, οι οποίες με τη σειρά τους εμπλέκονται στη χαλάρωση των αγγείων. [24]

Οι Krief et al. αναφέρεται η hspb7 (cvHSP - καρδιαγγειακή πρωτεΐνη θερμικού σοκ) ως πρωτεΐνη καρδιακής θερμικής καταπληξίας. Το Gata4 είναι ένα βασικό γονίδιο υπεύθυνο για την καρδιακή μορφογένεση. Ρυθμίζει επίσης τη γονιδιακή έκφραση των hspb7 και hspb12. Η εξάντληση του Gata4 μπορεί να οδηγήσει σε μειωμένα επίπεδα μεταγραφής των hspb7 και hspb12 και αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε καρδιακές μυοπάθειες σε έμβρυα ζέβρα ψαριών όπως παρατηρήθηκε από τους Gabriel et al. [25]

Το hspb7 δρα επίσης στη μείωση της ρύθμισης των κυστιδίων Kupffer, η οποία είναι υπεύθυνη για τη ρύθμιση της αριστερής-δεξιάς ασυμμετρίας της καρδιάς στο zebrafish. Μαζί με το hspb7, το hspb12 εμπλέκεται στον προσδιορισμό της καρδιακής πλευρικότητας. [9] Μια κινάση της οδού σηματοδότησης κυττάρων νιτρικού οξειδίου, πρωτεϊνική κινάση G, φωσφορυλιώνει μια μικρή πρωτεΐνη θερμικού σοκ, hsp20. Η φωσφορυλίωση Hsp20 συσχετίζεται καλά με τη χαλάρωση των λείων μυών και είναι μια σημαντική φωσφοπρωτεΐνη που εμπλέκεται στη διαδικασία. [26] Η Hsp20 φαίνεται σημαντική στην ανάπτυξη του φαινοτύπου των λείων μυών κατά την ανάπτυξη. Το Hsp20 διαδραματίζει επίσης σημαντικό ρόλο στην πρόληψη της συσσώρευσης αιμοπεταλίων, στη λειτουργία των καρδιακών μυοκυττάρων και στην πρόληψη της απόπτωσης μετά από ισχαιμικό τραυματισμό και στη λειτουργία των σκελετικών μυών και στην απόκριση ινσουλίνης των μυών. [27]

Το Hsp27 είναι μια σημαντική φωσφοπρωτεΐνη κατά τη διάρκεια των συσπάσεων των γυναικών. Το Hsp27 λειτουργεί σε μετακινήσεις μικρών μυών και φαίνεται να εξυπηρετεί αναπόσπαστο ρόλο. [28]

Επεξεργασία ασυλίας

Η λειτουργία των πρωτεϊνών θερμικού σοκ στην ανοσία βασίζεται στην ικανότητά τους να δεσμεύουν όχι μόνο ολόκληρες πρωτεΐνες, αλλά και πεπτίδια. Η συγγένεια και η ειδικότητα αυτής της αλληλεπίδρασης είναι συνήθως χαμηλή. [29]

Αποδείχθηκε, ότι τουλάχιστον μερικά από τα HSP διαθέτουν αυτή την ικανότητα, κυρίως τα hsp70, hsp90, gp96 και καλρετικουλίνη, και αναγνωρίστηκαν οι θέσεις δέσμευσης πεπτιδίων τους. [29] Στην περίπτωση του gp96 δεν είναι σαφές εάν μπορεί να δεσμεύσει πεπτίδια in vivo, αν και έχει βρεθεί η θέση δέσμευσης του πεπτιδίου. [30] Αλλά η ανοσολογική λειτουργία του gp96 θα μπορούσε να είναι ανεξάρτητη από πεπτίδια, επειδή εμπλέκεται στη σωστή αναδίπλωση πολλών ανοσολογικών υποδοχέων, όπως το TLR ή οι ιντεγκρίνες. [29]

Εκτός από αυτό, τα HSPs μπορούν να διεγείρουν τους υποδοχείς του ανοσοποιητικού συστήματος και είναι σημαντικά για τη σωστή αναδίπλωση των πρωτεϊνών που εμπλέκονται σε προφλεγμονώδεις οδούς σηματοδότησης. [30] [31]

Λειτουργία στην παρουσίαση αντιγόνου Επεξεργασία

Τα HSP είναι απαραίτητα συστατικά των μονοπατιών παρουσίασης αντιγόνου - τα κλασικά [29] [32] [33] και επίσης η διασταυρούμενη παρουσίαση [30] και η αυτοφαγία. [33]

Παρουσίαση MHCI Επεξεργασία

Στην απλοποιημένη άποψη αυτής της οδού, τα HSPs συνήθως δεν αναφέρονται: τα αντιγονικά πεπτίδια παράγονται στο πρωτεάσωμα, μεταφέρονται στο ER μέσω του πρωτεϊνούχου μεταφορέα TAP και φορτώνονται στο MHCI, το οποίο στη συνέχεια περνά από την εκκριτική οδό στην μεμβράνη πλάσματος.

Αλλά τα HSP παίζουν σημαντικό ρόλο στη μεταφορά των αναδιπλωμένων πρωτεϊνών στο πρωτεάσωμα και των πεπτιδίων που παράγονται στο MHCI. [29] Το Hsp90 μπορεί να συσχετιστεί με το πρωτεάσωμα και να αναλάβει τα πεπτίδια που παράγονται. Στη συνέχεια, μπορεί να συσχετιστεί με το hsp70, το οποίο μπορεί να οδηγήσει το πεπτίδιο περαιτέρω στο TAP. Αφού περάσει από το TAP, ένας συνοδός ER αποκτά σημασία - η καλρετικουλίνη δεσμεύει πεπτίδια και μαζί με το gp96 σχηματίζουν σύμπλοκο φόρτωσης πεπτιδίου για το MHCI.

Αυτή η παράδοση με πεπτίδια είναι σημαντική, επειδή τα HSP μπορούν να προστατεύσουν τα υδρόφοβα υπολείμματα σε πεπτίδια, τα οποία διαφορετικά θα ήταν προβληματικά στο υδρόβιο κυτταρόλυμα. Επίσης η απλή διάχυση πεπτιδίων θα ήταν πολύ αναποτελεσματική. [29]

Παρουσίαση MHCII Επεξεργασία

Στην παρουσίαση του MHCII, οι HSP εμπλέκονται στην εξαρτώμενη από την κλαθρίνη ενδοκυττάρωση. [33] Επίσης όταν τα HSPs είναι εξωκυττάρια, μπορούν να καθοδηγήσουν τα σχετιζόμενα πεπτίδια τους στο μονοπάτι MHCII, αν και δεν είναι γνωστό πώς διακρίνονται από τα σταυροειδή (βλ. Παρακάτω). [30]

Αυτοφαγία Επεξεργασία

Τα HSPs εμπλέκονται στην κλασική μακροαυτοφαγία, όταν τα πρωτεϊνικά συσσωματώματα περικλείονται από διπλή μεμβράνη και υποβαθμίζονται στη συνέχεια. [33] Συμμετέχουν επίσης σε ειδικό τύπο αυτοφαγίας που ονομάζεται «αυτοφαγία που προκαλείται από σαπερόνη», όταν επιτρέπουν στις κυτοσολικές πρωτεΐνες να εισχωρήσουν σε λυσοσώματα. [33]

Διασταυρούμενη παρουσίαση Επεξεργασία

Όταν τα HSP είναι εξωκυτταρικά, μπορούν να συνδεθούν με συγκεκριμένους υποδοχείς στα δενδριτικά κύτταρα (DC) και να προωθήσουν τη διασταύρωση των μεταφερόμενων πεπτιδίων τους. Οι πιο σημαντικοί υποδοχείς σε αυτή την περίπτωση είναι οι υποδοχείς καθαρισμού, κυρίως οι SRECI και LOX-1. [30] Ο υποδοχέας καθαρισμού CD91 έχει προταθεί προηγουμένως ως ο κοινός υποδοχέας HSP. Αλλά τώρα η συνάφειά του είναι αμφιλεγόμενη επειδή η πλειοψηφία των τύπων DC δεν εκφράζει το CD91 σε σχετικά ποσά και η δεσμευτική ικανότητα για πολλά HSP δεν έχει αποδειχθεί. [30] Η διέγερση ορισμένων υποδοχέων σαρωτών μπορεί ακόμη και να οδηγήσει σε ανοσοκαταστολή, αυτό ισχύει για το SRA. [30]

Τα LOX-1 και SRECI όταν διεγείρονται οδηγοί HSP με τα σχετιζόμενα με αυτά πεπτίδια σε διασταυρούμενη παρουσίαση. Το LOX-1 δεσμεύει κυρίως τα hsp60 και hsp70. Ο κοινός υποδοχέας πρωτεΐνης θερμικού σοκ θεωρείται τώρα ότι το SRECI δεσμεύει τα hsp60, hsp70, hsp90, hsp110, gp96 και GRP170. [30]

Η συνάφεια για αυτόν τον τύπο διασταυρούμενης παρουσίασης είναι υψηλή, ιδίως στην ανοσο-παρακολούθηση όγκου. [30] [29] Χάρη στο HSP, το δεσμευμένο πεπτίδιο προστατεύεται από την αποικοδόμηση στα διαμερίσματα δενδριτικών κυττάρων και η αποτελεσματικότητα της διασταυρούμενης παρουσίασης είναι υψηλότερη. Επίσης η εσωτερίκευση του συμπλόκου πεπτιδίου HSP είναι πιο αποτελεσματική από την εσωτερίκευση διαλυτών αντιγόνων. Τα καρκινικά κύτταρα συνήθως εκφράζουν μόνο λίγα νεο-αντιγόνα, τα οποία μπορούν να στοχοποιηθούν από το ανοσοποιητικό σύστημα και επίσης δεν τα εκφράζουν όλα τα καρκινικά κύτταρα. Εξαιτίας αυτού η ποσότητα των αντιγόνων όγκου είναι περιορισμένη και η υψηλή αποτελεσματικότητα της διασταυρούμενης παρουσίασης είναι απαραίτητη για την ενίσχυση της ισχυρής ανοσοαπόκρισης.

Τα Hsp70 και hsp90 εμπλέκονται επίσης ενδοκυττάρια στην κυτταροσολική οδό διασταυρούμενης παρουσίασης όπου βοηθούν τα αντιγόνα να περάσουν από το ενδοσώμα στο κυτταρόλυμα. [29]

Πρωτεΐνες θερμικής καταπληξίας ως μοριακά μοτίβα που σχετίζονται με βλάβη Επεξεργασία

Οι εξωκυτταρικές πρωτεΐνες θερμοπληξίας μπορούν να ανιχνευθούν από την ανοσία ως μοριακά πρότυπα που σχετίζονται με τη βλάβη (DAMP). [30] Είναι σε θέση να αλληλεπιδράσουν με υποδοχείς αναγνώρισης προτύπων όπως το TLR2 ή TLR4 και να ενεργοποιήσουν τα κύτταρα που εμφανίζουν αντιγόνο μέσω ρύθμισης των μορίων συν-διέγερσης (CD80, CD86, CD40), μορίων MHC και προφλεγμονωδών και Th1 κυτοκινών. [29] [32]

Οι πρωτεΐνες θερμικού σοκ μπορούν να σηματοδοτήσουν επίσης μέσω υποδοχέων καθαρισμού, οι οποίοι μπορούν είτε να συσχετιστούν με TLR, είτε να ενεργοποιήσουν προφλεγμονώδεις ενδοκυττάριες οδούς όπως MAPK ή NF-kBΤο Με εξαίρεση το SRA, το οποίο ρυθμίζει προς τα κάτω την ανοσοαπόκριση. [29]

Πώς οι πρωτεΐνες θερμοπληξίας εισέρχονται στον εξωκυττάριο χώρο Επεξεργασία

Οι πρωτεΐνες θερμικής καταπληξίας μπορούν να εκκριθούν από κύτταρα του ανοσοποιητικού ή καρκινικά κύτταρα μέσω μη κανονικής οδού έκκρισης ή οδού χωρίς οδηγό, επειδή δεν έχουν το πεπτίδιο οδηγό, το οποίο πλοηγεί τις πρωτεΐνες στο ενδοπλασματικό δίκτυο. Η μη κανονική έκκριση μπορεί να είναι παρόμοια με εκείνη που συμβαίνει για την IL1σι, και προκαλείται από συνθήκες στρες. [30]

Μια άλλη πιθανότητα είναι η απελευθέρωση των HSP κατά τη νέκρωση των κυττάρων ή η έκκριση των HSP σε εξωσώματα. [30] Κατά τη διάρκεια ειδικών τύπων αποπτωτικού κυτταρικού θανάτου (για παράδειγμα που προκαλείται από ορισμένα χημειοθεραπευτικά), τα HSPs μπορούν επίσης να εμφανιστούν στην εξωκυτταρική πλευρά της μεμβράνης πλάσματος. [32]

Υπάρχει μια συζήτηση για το πόσο καιρό μπορεί το HSP να διατηρήσει το πεπτίδιο του στον εξωκυτταρικό χώρο, τουλάχιστον για το hsp70 το σύμπλοκο με το πεπτίδιο είναι αρκετά σταθερό. [30]

Ο ρόλος των εξωκυτταρικών HSP μπορεί να είναι διάφορος. Εξαρτάται πολύ από το πλαίσιο του ιστού εάν τα HSP θα τονώσουν το ανοσοποιητικό σύστημα ή θα καταστείλουν την ανοσία. Μπορούν να προάγουν αποκρίσεις Th17, Th1, Th2 ή Treg ανάλογα με τα κύτταρα που παρουσιάζουν αντιγόνο. [29]

Ως αποτέλεσμα, η κλινική χρήση πρωτεϊνών θερμικού σοκ είναι τόσο στη θεραπεία του καρκίνου (ενίσχυση της ανοσολογικής απόκρισης) όσο και στη θεραπεία αυτοάνοσων ασθενειών (καταστολή της ανοσίας). [34] [29]

Επεξεργασία φακού

Η άλφα κρυσταλλίνη (α4-κρυσταλλίνη) ή hspb4 εμπλέκεται στην ανάπτυξη του φακού στο Zebrafish καθώς εκφράζεται ως απάντηση σε θερμοπληξία στο έμβρυο Zebrafish στα αναπτυξιακά του στάδια. [14]

Ο συντελεστής θερμικού σοκ 1 (HSF1) είναι ένας μεταγραφικός παράγοντας που εμπλέκεται στη γενική συντήρηση και υπερρύθμιση της έκφρασης της πρωτεΐνης Hsp70. [35] [36] Πρόσφατα ανακαλύφθηκε ότι το HSF1 είναι ένας ισχυρός πολύπλευρος τροποποιητής της καρκινογένεσης. Τα ποντίκια νοκ-άουτ HSF1 παρουσιάζουν σημαντικά μειωμένη συχνότητα εμφάνισης όγκου δέρματος μετά από τοπική εφαρμογή DMBA (7,12-ρεΕγώΜαιθύλιοσιenzέναnthracene), ένα μεταλλαξιογόνο. [37] Επιπλέον, η αναστολή του HSF1 από ένα ισχυρό απταμερές RNA εξασθενεί τη μιτογόνο σηματοδότηση (MAPK) και επάγει την απόπτωση των καρκινικών κυττάρων. [38]

Εμβόλια κατά του καρκίνου Επεξεργασία

Δεδομένου του ρόλου τους στην παρουσίαση, [39] τα HSPs είναι χρήσιμα ως ανοσολογικά πρόσθετα (DAMPS) στην ενίσχυση της ανταπόκρισης σε ένα εμβόλιο. [40] Επιπλέον, ορισμένοι ερευνητές εικάζουν ότι τα HSPs μπορεί να εμπλέκονται στη σύνδεση θραυσμάτων πρωτεΐνης από νεκρά κακοήθη κύτταρα και στην παρουσίασή τους στο ανοσοποιητικό σύστημα. [41] Επομένως, τα HSP μπορεί να είναι χρήσιμα για την αύξηση της αποτελεσματικότητας των εμβολίων κατά του καρκίνου. [39] [42]

Επίσης, απομονωμένα HSP από καρκινικά κύτταρα είναι ικανά να δρουν ως ειδικό εμβόλιο κατά του όγκου από μόνα τους. [32] [30] Τα καρκινικά κύτταρα εκφράζουν πολλά HSPs επειδή χρειάζονται chaperone μεταλλαγμένα και υπερ-εκφρασμένα ογκογόνα, τα καρκινικά κύτταρα βρίσκονται επίσης σε μόνιμο στρες. Όταν απομονώνουμε HSPs από έναν όγκο, το πεπτιδικό ρεπερτόριο που δεσμεύεται από HSPs είναι κατά κάποιο τρόπο ένα δακτυλικό αποτύπωμα αυτών των συγκεκριμένων καρκινικών κυττάρων. Η εφαρμογή τέτοιων HSPs στον ασθενή στη συνέχεια διεγείρει το ανοσοποιητικό σύστημα (προάγει την αποτελεσματική παρουσίαση αντιγόνου και ενεργεί ως DAMP) ειδικά εναντίον του όγκου και οδηγεί σε υποχώρηση του όγκου. Αυτή η ανοσοποίηση δεν είναι λειτουργική έναντι διαφορετικού όγκου. Χρησιμοποιήθηκε με αυτόλογο τρόπο σε κλινικές μελέτες για gp96 και hsp70, αλλά in vitro αυτό λειτουργεί για όλα τα HSP που σχετίζονται με το ανοσοποιητικό. [30] [29]

Αντικαρκινικά θεραπευτικά Επεξεργασία

Οι ενδοκυτταρικές πρωτεΐνες θερμικού σοκ εκφράζονται έντονα σε καρκινικά κύτταρα και είναι απαραίτητες για την επιβίωση αυτών των κυτταρικών τύπων λόγω της παρουσίας μεταλλαγμένων και υπερ-εκφρασμένων ογκογόνων. [31] Πολλά HSPs μπορούν επίσης να προωθήσουν τη διηθητικότητα και τον σχηματισμό μετάστασης σε όγκους, να εμποδίσουν την απόπτωση ή να προάγουν την αντίσταση στα αντικαρκινικά φάρμακα. [43] [32] Ως εκ τούτου, οι αναστολείς μικρών μορίων των HSPs, ειδικά το Hsp90 δείχνουν πολλά υποσχόμενοι ως αντικαρκινικοί παράγοντες. [44] Ο ισχυρός αναστολέας Hsp90 17-AAG βρισκόταν σε κλινικές δοκιμές για τη θεραπεία διαφόρων τύπων καρκίνου, αλλά για διάφορους λόγους που δεν σχετίζονται με την αποτελεσματικότητα δεν προχώρησε στη Φάση 3. [45] [46] Το HSPgp96 δείχνει επίσης υπόσχεση ως αντικαρκινική θεραπεία και επί του παρόντος βρίσκεται σε κλινικές δοκιμές κατά του μη μικροκυτταρικού καρκίνου του πνεύμονα. [47]

Θεραπεία αυτοανοσίας Επεξεργασία

Λειτουργώντας ως DAMP, τα HSPs μπορούν να προάγουν εξωκυτταρικά αυτοάνοσες αντιδράσεις που οδηγούν σε ασθένειες όπως η ρευματοειδής αρθρίτιδα ή ο συστηματικός ερυθηματώδης λύκος. [29] Παρ 'όλα αυτά, διαπιστώθηκε ότι η εφαρμογή ορισμένων HSP σε ασθενείς μπορεί να προκαλέσει ανοσολογική ανοχή και να θεραπεύσει αυτοάνοσα νοσήματα. Ο υποκείμενος μηχανισμός δεν είναι γνωστός. Τα HSP (ειδικά τα hsp60 και hsp70) χρησιμοποιούνται σε κλινικές μελέτες για τη θεραπεία της ρευματοειδούς αρθρίτιδας και του διαβήτη τύπου I. [34]

Οι αναστολείς Hsp90 είναι μια άλλη πιθανή θεραπεία για την αυτοανοσία, επειδή το hsp90 είναι απαραίτητο για τη σωστή αναδίπλωση πολλών προ-φλεγμονωδών πρωτεϊνών (συστατικά PI3K, MAPK και NF-kB καταρράκτες). [31]

Agricultural Edit

Οι ερευνητές διερευνούν επίσης το ρόλο των HSPs στην παροχή ανοχής στο στρες σε υβριδοποιημένα φυτά, ελπίζοντας να αντιμετωπίσουν την ξηρασία και τις κακές συνθήκες του εδάφους για καλλιέργεια. [48] ​​Διάφοροι HSPs αποδείχθηκε ότι εκφράζονται διαφορετικά στο φύλλο και τη ρίζα των ανθεκτικών στην ξηρασία και των ευαίσθητων στην ξηρασία ποικιλιών σόργου ως απόκριση στην ξηρασία. [49]

Οι κύριες πρωτεΐνες θερμοπληξίας που έχουν δράση chaperone ανήκουν σε πέντε διατηρημένες κατηγορίες: HSP33, HSP60, HSP70/HSP110, HSP90, HSP100 και τις μικρές πρωτεΐνες θερμοπληξίας (sHSP). [12] Υπάρχει μια τυπική ονοματολογία για τα ανθρώπινα γονίδια HSP. [50]

Τα γονίδια Hsp110 προέρχονται από αυτήν την υπερ -οικογένεια και κωδικοποιούνται ως HSPH1 έως 4. [50]

Παρόλο που τα πιο σημαντικά μέλη κάθε οικογένειας καταγράφονται εδώ, ορισμένα είδη μπορεί να εκφράζουν πρόσθετα chaperones, co-chaperones και πρωτεΐνες θερμικού σοκ που δεν αναφέρονται. Επιπλέον, πολλές από αυτές τις πρωτεΐνες μπορεί να έχουν πολλαπλές παραλλαγές ματίσματος (Hsp90α και Hsp90β, για παράδειγμα) ή συγκρούσεις ονοματολογίας (το Hsp72 μερικές φορές ονομάζεται Hsp70).


Περιεχόμενα

Με την εισαγωγή περιβαλλοντικών στρεσογόνων παραγόντων, το κύτταρο πρέπει να είναι σε θέση να διατηρήσει την πρωτεόσταση. Η οξεία ή χρόνια υποβολή σε αυτές τις επιβλαβείς καταστάσεις προκαλεί μια κυτταροπροστατευτική απόκριση για την προώθηση της σταθερότητας του πρωτεώματος. [9] Οι HSPs (π.χ. HSP70, HSP90, HSP60, κ.λπ.) υπάρχουν υπό κανονικές συνθήκες, αλλά υπό θερμική καταπόνηση, ρυθμίζονται προς τα πάνω από τον παράγοντα μεταγραφής θερμικού σοκ 1 (HSF1). [10] [11] Υπάρχουν τέσσερις διαφορετικοί παράγοντες μεταγραφής που βρίσκονται σε σπονδυλωτά (HSF 1-4) όπου ο κύριος ρυθμιστής των HSP είναι ο HSF1, ενώ το σ 32 είναι ο παράγοντας μεταγραφής θερμικού σοκ σε Ε. coli. [12] [13] Όταν δεν συνδέεται με το DNA, ο HSF1 βρίσκεται σε μονομερή κατάσταση όπου είναι ανενεργός και ρυθμίζεται αρνητικά από τους συνοδούς. [14] Όταν εμφανίζεται ένα στρες, αυτά τα chaperones απελευθερώνονται λόγω της παρουσίας μετουσιωμένων πρωτεϊνών και διάφορες διαμορφωτικές αλλαγές στο HSF1 προκαλούν να υποστεί πυρηνικό εντοπισμό όπου ενεργοποιείται μέσω τριμερισμού. [15] [14] Το νεοτριμμένο HSF1 θα συνδεθεί με στοιχεία θερμικού σοκ (HSE) που βρίσκονται σε περιοχές προαγωγών διαφορετικών HSP για να ενεργοποιήσει τη μεταγραφή του mRNA HSP. Το mRNA θα μεταγραφεί τελικά και θα περιλαμβάνει τις ρυθμιζόμενες HSP που μπορούν να ανακουφίσουν το άγχος και να αποκαταστήσουν την πρωτεόσταση. [16] Ο HSF1 θα ρυθμίσει επίσης την έκφραση των HSP μέσω επιγενετικών τροποποιήσεων. Το HSR τελικά θα εξασθενήσει καθώς ο HSF1 επιστρέφει στη μονομερή του μορφή, που ρυθμίζεται αρνητικά μέσω της συσχέτισης με τα HSP70 και HSP90 μαζί με πρόσθετες μετα-μεταφραστικές τροποποιήσεις. [17] Το HSR δεν εμπλέκεται μόνο με την αύξηση των επιπέδων μεταγραφής των HSP, άλλες πτυχές περιλαμβάνουν τη σταθερότητα του mRNA που προκαλείται από το άγχος, την πρόληψη λαθών στο mRNA και τον ενισχυμένο έλεγχο κατά τη μετάφραση για την αποτροπή της λανθασμένης αναδίπλωσης. [18]

Οι μοριακές συνοδούς αναφέρονται συνήθως ως πρωτεΐνες που συνδέονται και βοηθούν άλλες πρωτεΐνες να φτάσουν σε μια φυσική διαμόρφωση ενώ δεν υπάρχουν στην τελική κατάσταση. [19] Οι Chaperones συνδέονται με το υπόστρωμά τους (δηλ. Μια αναδιπλωμένη πρωτεΐνη) με τρόπο εξαρτώμενο από το ATP για να εκτελέσουν μια συγκεκριμένη λειτουργία. [20] Τα εκτεθειμένα υδρόφοβα υπολείμματα είναι ένα σημαντικό πρόβλημα όσον αφορά τη συσσώρευση πρωτεϊνών επειδή μπορούν να αλληλεπιδράσουν μεταξύ τους και να σχηματίσουν υδρόφοβες αλληλεπιδράσεις. [21] Είναι δουλειά των chaperones να αποτρέψουν αυτή τη συσσωμάτωση συνδέοντας τα υπολείμματα ή παρέχοντας στις πρωτεΐνες ένα «ασφαλές» περιβάλλον για να διπλωθεί σωστά. [22] Οι πρωτεΐνες θερμικού σοκ πιστεύεται επίσης ότι παίζουν ρόλο στην παρουσίαση κομματιών πρωτεϊνών (ή πεπτιδίων) στην κυτταρική επιφάνεια για να βοηθήσουν το ανοσοποιητικό σύστημα να αναγνωρίσει τα άρρωστα κύτταρα. [23] Οι σημαντικότεροι HSP που εμπλέκονται στο HSR περιλαμβάνουν τα HSP70, HSP90 και HSP60.[5] Οι συνοδοί περιλαμβάνουν τα HSP70s και HSP90s ενώ τα HSP60s θεωρούνται σαπερονίνες. [18]

Η οικογένεια συνοδών HSP70 είναι το κύριο σύστημα HSP εντός των κυττάρων, διαδραματίζοντας βασικό ρόλο στη μετάφραση, μετά τη μετάφραση, την πρόληψη των συσσωματωμάτων και την αναδίπλωση των συσσωματωμένων πρωτεϊνών. [24] Όταν μια πρωτεΐνη που γεννιέται μεταφράζεται, το HSP70 είναι σε θέση να συσχετιστεί με τις υδρόφοβες περιοχές της πρωτεΐνης για να αποτρέψει τις ελαττωματικές αλληλεπιδράσεις μέχρι να ολοκληρωθεί η μετάφραση. [25] Η μετα-μεταφραστική αναδίπλωση πρωτεΐνης συμβαίνει σε έναν κύκλο όπου η πρωτεΐνη δεσμεύεται/απελευθερώνεται από τον συνοδό επιτρέποντας την ταφή υδρόφοβων ομάδων και βοηθώντας στην υπερνίκηση της ενέργειας που απαιτείται για να αναδιπλωθεί εγκαίρως. [26] Το HSP70 παίζει ρόλο στην αποσυσσωμάτωση πρωτεϊνών χρησιμοποιώντας τον προαναφερθέντα μηχανισμό, ο chaperone θα συνδεθεί με εκτεθειμένα υδρόφοβα υπολείμματα και θα αποσυναρμολογήσει μερικώς ή πλήρως την πρωτεΐνη, επιτρέποντας στο HSP70 να βοηθήσει στη σωστή αναδίπλωση. [27] Όταν οι πρωτεΐνες είναι πέρα ​​από το σημείο αναδίπλωσης, τα HSP70s μπορούν να βοηθήσουν να κατευθύνουν αυτά τα δυνητικά τοξικά συσσωματώματα ώστε να αποικοδομηθούν από το πρωτεάσωμα ή μέσω της αυτοφαγίας. [28] Τα HSP90 είναι παράλληλα με τα HSP70 σε σχέση με την αναδίπλωση ή τις πρωτεΐνες και χρησιμοποιούνται στην κάθαρση πρωτεϊνών. [4] Μια διαφορά μεταξύ των δύο HSP είναι η ικανότητα HSP90 να διατηρεί τις πρωτεΐνες σε μια ξεδιπλωμένη αλλά σταθερή διαμόρφωση έως ότου ένα σήμα αναγκάσει την πρωτεΐνη να μετατοπιστεί και να ολοκληρώσει το δίπλωμά της. [25]

Μερικές φορές, το HSP70 δεν μπορεί να βοηθήσει αποτελεσματικά μια πρωτεΐνη να φτάσει στην τελική τρισδιάστατη δομή της. Ο κύριος λόγος είναι ότι τα θερμοδυναμικά εμπόδια για την αναδίπλωση είναι πολύ υψηλά για να τα συναντήσει ο συνοδός. [24] Επειδή ο ενδοκυτταρικός χώρος είναι πολύ συνωστισμένος, μερικές φορές οι πρωτεΐνες χρειάζονται έναν απομονωμένο χώρο για να αποτρέψουν τις αποκλίσεις αλληλεπιδράσεων μεταξύ άλλων πρωτεϊνών, οι οποίες παρέχονται από τις σαπερονίνες ή τα HSP60. [7] Τα HSP60 έχουν σχήμα βαρελιού και είναι κατάλληλα για σύνδεση με τα υδρόφοβα υπολείμματα πρωτεϊνών. [29] Μόλις ένα καπάκι συνδεθεί με τη σαπερονίνη, η πρωτεΐνη είναι ελεύθερη μέσα στο βαρέλι για να υποστεί υδρόφοβη κατάρρευση και να φτάσει σε μια σταθερή διαμόρφωση. [30] Μόλις αφαιρεθεί το καπάκι, η πρωτεΐνη μπορεί είτε να διπλωθεί σωστά και να προχωρήσει για να εκτελέσει τη λειτουργία της είτε να επιστρέψει σε ένα HSP εάν εξακολουθεί να μην έχει διπλωθεί με ακρίβεια. [31] Αυτά τα chaperones λειτουργούν για να αφαιρέσουν τη συσσώρευση και να επιταχύνουν σημαντικά την αναδίπλωση πρωτεϊνών. [21]

Μετά από θερμικό σοκ, υπάρχει ένας δεύτερος και λιγότερο μελετημένος κλάδος γνωστός ως παγκόσμια μεταγραφική καθοδική ρύθμιση. Ταυτοποιήθηκε από το εργαστήριο John T Lis.

Η ανακάλυψη της απόκρισης θερμικού σοκ αποδίδεται στον Ιταλό γενετιστή Ferruccio Ritossa, ο οποίος παρατήρησε αλλαγές που ονομάζονται χρωμοσωμικές «ρουφηξιές» ως απόκριση στην έκθεση στη θερμότητα ενώ εργάζονταν με τα χρωμοσώματα πολυτενίου ΔροσόφιλαΤο [32] [33] Σύμφωνα με τον δικό του λογαριασμό, η ανακάλυψη ήταν το τυχαίο αποτέλεσμα της ακούσιας αυξημένης θερμοκρασίας σε εργαστηριακή θερμοκοιτίδα. [34] Οι παρατηρήσεις του Ritossa, που αναφέρθηκαν το 1962, [35] περιγράφηκαν αργότερα ως «το πρώτο γνωστό περιβαλλοντικό στρες που δρα άμεσα στη γονιδιακή δραστηριότητα» [32], αλλά αρχικά δεν αναφέρθηκαν ευρέως. [32] [36] Η σημασία αυτών των παρατηρήσεων έγινε σαφέστερη τη δεκαετία του 1970, καθώς μια ξεχωριστή κατηγορία πρωτεϊνών θερμικού σοκ ανακαλύφθηκε στο εργαστήριο του Herschel K. Mitchell, [37] και καθώς οι αποκρίσεις θερμικού σοκ αναφέρθηκαν σε άλλους οργανισμούς και άρχισε να αναγνωρίζεται ως καθολική. [32] [36] [38]


ΜΠΟΡΕΙ ΜΙΑ ΡΟΥΤΙΝΗ ΑΛΛΑΓΗ ΝΕΡΟΥ ΝΑ ΣΚΟΤΩΣΕΙ ΤΑ ΨΑΡΙΑ ΣΑΣ;

Εάν διαβάσετε τις οδηγίες σίτισης σε ένα δοχείο ψαριών ενυδρείου, πιθανότατα θα σας πει να ταΐσετε τα ψάρια σας μόνο όσο θα καταναλώσουν σε περίπου 2 έως 3 λεπτά. Υπάρχουν διάφοροι λόγοι για τους οποίους αυτό είναι μια καλή ιδέα. Πρώτα απ 'όλα, η τροφή με ψάρια επιπλέει μόνο για τόσο καιρό και αν το ψάρι σας δεν προλαβαίνει να το φάει αμέσως, τότε θα βυθιστεί στο κάτω μέρος της δεξαμενής όπου θα ενωθεί με τα άλλα συσσωρευμένα άκρα και συντρίμμια. Δεύτερον, όσο περισσότερο ταΐζετε τα ψάρια σας, τόσο περισσότερα απόβλητα θα εκκρίνουν και αυτό επίσης θα προσθέσει στη συσσώρευση στο κάτω μέρος της δεξαμενής σας.


Όλα αυτά τα απόβλητα που συλλέγονται στο υπόστρωμα του ενυδρείου σας αρχίζουν να διασπώνται σε ένα συγκεκριμένο σημείο. Με τη βοήθεια ορισμένων βακτηρίων, αυτά τα απόβλητα αρχίζουν να αποσυντίθενται σε μια διαδικασία που παράγει αμμωνία. Η αμμωνία είναι μια ουσία πολύ τοξική για τα ψάρια, αλλά, εφόσον η δεξαμενή σας είναι σωστά ανακυκλωμένη, υπάρχουν αρκετά ευεργετικά βακτήρια διαθέσιμα για να μετατρέψουν αυτήν την αμμωνία σε νιτρώδη. Τα νιτρώδη είναι ακόμη τοξικά για τα ψάρια σε υψηλά επίπεδα, αλλά είναι λίγο λιγότερο επικίνδυνα από την αμμωνία. Ωστόσο, αυτά τα ωφέλιμα βακτήρια κάνουν τα πράγματα ένα βήμα παραπέρα για να μετατρέψουν αυτά τα νιτρώδη σε νιτρικά. Μόλις η αμμωνία έχει μετατραπεί πλήρως, ωστόσο, ο μόνος τρόπος για να την αφαιρέσετε από τη δεξαμενή είναι να το κάνετε κυριολεκτικά μέσω αλλαγής νερού.

Εκτός από την απομάκρυνση επιβλαβών αποβλήτων και τοξινών από τη στήλη του νερού, οι τακτικές αλλαγές νερού βοηθούν επίσης στην οξυγόνωση του νερού της δεξαμενής σας. Ακριβώς όπως εσείς, τα ψάρια ενυδρείου απαιτούν οξυγόνο για την αναπνοή και δεν αναπνέουν με τον ίδιο τρόπο όπως οι άνθρωποι, αλλά τα βράγχια τους φιλτράρουν οξυγόνο από το νερό της δεξαμενής. Με πολλά ψάρια στη δεξαμενή σας, το επίπεδο οξυγόνου μπορεί να εξαντληθεί γρήγορα. Η προσθήκη ζωντανών φυτών ενυδρείου μπορεί να βοηθήσει στην αύξηση των επιπέδων οξυγόνου, αλλά εξακολουθείτε να χρειάζεστε τακτικές αλλαγές νερού για να διατηρήσετε την παροχή φρέσκια. Οι αλλαγές νερού είναι επίσης απαραίτητες μετά από ένα ξέσπασμα ασθένειας για να αφαιρέσετε την περίσσεια φαρμάκων από το νερό της δεξαμενής μόλις τα ψάρια σας δεν τα χρειάζονται πλέον.

Γιατί το νερό αλλάζει μερικές φορές σκοτώνει τα ψάρια;

Δεν είναι ασυνήθιστο στο εμπόριο ενυδρείων τα ψάρια να πεθαίνουν φαινομενικά χωρίς προειδοποίηση. Τροφοδοτείτε τα ψάρια σας για τελευταία φορά, μετά σβήνετε το φως και πηγαίνετε για ύπνο μόνο για να ανακαλύψετε ένα από τα αγαπημένα σας που αιωρείται ανάποδα στην κορυφή του νερού όταν ξυπνάτε. Είναι αλήθεια ότι οι αλλαγές νερού μπορεί να είναι επιβλαβείς για τα ψάρια αν δεν τις κάνετε σωστά, αλλά υπάρχουν περισσότεροι από ένας λόγοι για τους οποίους μπορεί να συμβαίνει αυτό. Ένα πιθανό πρόβλημα που μπορεί να προκύψει με μια αλλαγή νερού είναι μια ξαφνική αλλαγή στη θερμοκρασία της δεξαμενής ή τη χημεία του νερού. Εάν δεν έχετε πραγματοποιήσει αλλαγή νερού σε πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα, η προσθήκη φρέσκου νερού στη δεξαμενή μπορεί να προκαλέσει ξαφνική αλλαγή στο pH ή τη σκληρότητα του νερού και ενδέχεται να αλλάξει τη θερμοκρασία του νερού σε τέτοιο βαθμό ώστε τα ψάρια σας να σοκάρουν και να πεθάνουν

Μέχρι τώρα θα πρέπει να είναι σαφές για εσάς ότι οι συνήθεις αλλαγές νερού είναι απίστευτα σημαντικές, ακόμη και αν υπάρχει ένας μικρός κίνδυνος να βλάψει τα ψάρια σας. Αντί να αποφεύγετε εντελώς τις αλλαγές νερού και να υποβάλλετε τα ψάρια σας σε κακή ποιότητα νερού, αφιερώστε χρόνο για να μάθετε πώς και πότε να εκτελείτε σωστά τις αλλαγές νερού. Το καλύτερο που μπορείτε να κάνετε είναι να κάνετε μικρές αλλαγές νερού σε συχνή βάση με μια μεγαλύτερη αλλαγή νερού μια στο τόσο. Στόχος να αλλάζετε το 5% του όγκου της δεξαμενής σας δύο φορές την εβδομάδα ή 10% έως 15% σε εβδομαδιαία βάση και χρησιμοποιήστε ένα κενό με χαλίκι για να αφαιρέσετε τα συσσωρευμένα υπολείμματα από ένα διαφορετικό τμήμα του υποστρώματος της δεξαμενής κάθε φορά που το κάνετε για να διατηρήσετε τα περισσότερα από τα ευεργετικά βακτήρια . Σε μηνιαία βάση, πραγματοποιήστε μεγαλύτερη αλλαγή νερού 25% έως 50% του όγκου της δεξαμενής σας, ανάλογα με το μέγεθος της δεξαμενής σας.

Ενώ υπάρχουν ορισμένοι κίνδυνοι για την αλλαγή του νερού στο ενυδρείο του σπιτιού σας, είναι ένα σημαντικό πράγμα που πρέπει να κάνετε και πρέπει να γίνεται σε τακτική βάση. Για να διατηρήσετε τα ψάρια σας ασφαλή, το μόνο που έχετε να κάνετε είναι να μάθετε τον σωστό τρόπο για να κάνετε μια αλλαγή νερού και, στη συνέχεια, να τον παρακολουθείτε ως μέρος της ρουτίνας συντήρησης της δεξαμενής σας!


Αποτελέσματα

(i) Πώς οι ακραίες θερμοκρασίες οδηγούν στην εξέλιξη των θερμικών ανοχών;

Η εξελικτική απόκριση στα θερμικά άκρα ποικίλλει μεταξύ εύκρατων (πάνω) και τροπικών (κάτω) τοποθεσιών. Εκτιμούμε ότι οι καμπύλες θερμικής απόδοσης (TPCs) προβλέπεται να εξελίσσονται σε ιδανικά περιβάλλοντα απουσία ακραίων (μπλε), με θερμικά άκρα να επικεντρώνονται σε τέσσερις τυπικές αποκλίσεις από τις μέσες θερμοκρασίες της τοποθεσίας (πορτοκαλί, κατανομή θερμοκρασίας εμφανίζεται με γκρι χρώμα) και θερμικές ακρότητες στο κέντρο στους 42 ° C ανεξάρτητα από τις μέσες θερμοκρασίες της τοποθεσίας (κόκκινες διακεκομμένες). Απεικονίζουμε (γκρι σκίαση) την κατανομή θερμοκρασίας για το δεύτερο παραπάνω σενάριο.

Η εξελικτική απόκριση στα θερμικά άκρα ποικίλλει μεταξύ εύκρατων (επάνω) και τροπικών (κάτω) τοποθεσιών. Εκτιμούμε ότι οι καμπύλες θερμικής απόδοσης (TPCs) προβλέπεται να εξελίσσονται σε ιδανικά περιβάλλοντα απουσία ακραίων (μπλε), με θερμικά άκρα να επικεντρώνονται σε τέσσερις τυπικές αποκλίσεις από τις μέσες θερμοκρασίες της τοποθεσίας (πορτοκαλί, κατανομή θερμοκρασίας εμφανίζεται με γκρι χρώμα) και θερμικές ακρότητες στο κέντρο στους 42 °C ανεξάρτητα από τις μέσες θερμοκρασίες της τοποθεσίας (κόκκινη διακεκομμένη). Απεικονίζουμε (γκρι σκίαση) την κατανομή θερμοκρασίας για το δεύτερο παραπάνω σενάριο.

Το μέγεθος των θερμικών ακραίων τείνει να είναι αρκετά σταθερό σε όλο το γεωγραφικό πλάτος (Ghalambor et al. 2006 Hoffmann 2010), παρόλο που οι μέσες θερμοκρασίες μειώνονται με το γεωγραφικό πλάτος. Επομένως, εξετάσαμε επίσης πώς εξελίσσονται τα TPC όταν διαφέρουν οι κατανομές θερμοκρασίας αλλά όταν τα άκρα είναι σταθερά (εδώ 42 °C): αυτή η προσέγγιση αντιμετωπίζει έτσι τη σχετική επίδραση της μέσης έναντι των ακραίων θερμοκρασιών στην εξέλιξη των TPC. Σε αυτό το σενάριο, τα σταθερά άκρα ασκούν ισχυρότερη επιρροή στις εύκρατες περιοχές από ό, τι στην τροπική περιοχή, επειδή το TPC στην εύκρατη περιοχή εξελίσσεται ως απόκριση σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών. Όταν καθορίζονται τα άκρα, οι εξελιγμένες τιμές του CTΜέγιστη οι τιμές είναι παρόμοιες για τους εύκρατους και τροπικούς οργανισμούς (43,0 ° C και 42,6 ° C, αντίστοιχα), αλλά το θερμικό εύρος είναι ευρύτερο για τους εύκρατους οργανισμούς (35,1 ° C έναντι 24,6 ° C). Αυτό το εύρημα είναι σύμφωνο με την άποψη ότι η ρηχή γεωγραφική κλίση στα θερμικά άκρα μπορεί να ασκήσει ισχυρή επίδραση στην εξέλιξη της θερμικής ανοχής, ανεξάρτητα από τις διαφορές στις μέσες συνθήκες (Denny et al. 2009 Hoffmann 2010).

(ΕΝΑ) Καθώς η ετήσια επίπτωση των κυμάτων θερμότητας αυξάνεται από 0% (μαύρο) σε 100% (ανοιχτό γκρι), το TPC μετατοπίζεται σε θερμότερες θερμοκρασίες και διευρύνεται. (σι) Το TPC (μαύρο: ελάχιστα, γκρι: πλάτος) είναι πιο ευαίσθητο όταν η συχνότητα των ακραίων είναι χαμηλή.

(ΕΝΑ) Καθώς η ετήσια συχνότητα των κυμάτων καύσωνα αυξάνεται από 0% (μαύρο) σε 100% (ανοιχτό γκρι), το TPC μετατοπίζεται σε υψηλότερες θερμοκρασίες και διευρύνεται. (σι) Το TPC (μαύρο: ελάχιστα, γκρι: πλάτος) είναι πιο ευαίσθητο όταν η συχνότητα των ακραίων είναι χαμηλή.

(ii) (Πώς) αυτό ποικίλλει με το κόστος της εμπειρίας ενός θερμικού ακραίου;

(ΕΝΑ) Τα θερμικά άκρα οδηγούν την εξέλιξη των TPC πιο έντονα όταν προκαλούν θνησιμότητα (κόκκινη διακεκομμένη) παρά όταν επηρεάζουν μόνο τη βραχυπρόθεσμη απόδοση (μπλε στερεό) ή όταν μειώνουν επιπλέον την απόδοση κατά τη διάρκεια μιας περιόδου αποκατάστασης (πορτοκαλί διακεκομμένη). Η κατανομή της θερμοκρασίας εμφανίζεται με γκρι χρώμα. (σι) Ο βαθμός στον οποίο η απόδοση είναι κάτω από τη βέλτιστη λόγω θερμοκρασιών κάτω από (−) ή πάνω από (+) της βέλτιστης. Οι καμπύλες απόδοσης που εξελίχθηκαν για να ελαχιστοποιήσουν τη θνησιμότητα έχουν ως αποτέλεσμα την απώλεια απόδοσης στις κοινές, ενδιάμεσες θερμοκρασίες. Αυτό το αποτέλεσμα μειώνεται για τα άλλα σενάρια.

(ΕΝΑ) Τα θερμικά άκρα οδηγούν την εξέλιξη των TPC πιο έντονα όταν προκαλούν θνησιμότητα (κόκκινη διακεκομμένη) παρά όταν επηρεάζουν μόνο τη βραχυπρόθεσμη απόδοση (μπλε στερεό) ή όταν μειώνουν επιπλέον την απόδοση κατά τη διάρκεια μιας περιόδου αποκατάστασης (πορτοκαλί διακεκομμένη). Η κατανομή της θερμοκρασίας εμφανίζεται με γκρι χρώμα. (σι) Ο βαθμός στον οποίο η απόδοση είναι κάτω από τη βέλτιστη λόγω θερμοκρασιών κάτω από (−) ή πάνω από (+) της βέλτιστης. Οι καμπύλες απόδοσης εξελίχθηκαν για να ελαχιστοποιήσουν τη θνησιμότητα με αποτέλεσμα την απώλεια της απόδοσης στις κοινές, ενδιάμεσες θερμοκρασίες. Αυτό το αποτέλεσμα μειώνεται για τα άλλα σενάρια.

(iii) (Πώς) οι ακραίες θερμοκρασίες οδηγούν τις γεωγραφικές κλίσεις στις θερμικές ανοχές;

Οι παράκτιες τοποθεσίες στην Αυστραλία είναι πιο θερμικά ρυθμισμένες από τις εσωτερικές τοποθεσίες (επάνω αριστερά: μέσος όρος μαζί με 5% και 95% ποσοτικά ποσοστά θερμοκρασίας, πάνω δεξιά: τυπική απόκλιση της θερμοκρασίας). Προβλέπουμε κατώτερα ανώτερα κρίσιμα θερμικά όρια (CTΜέγιστη) τιμές για θερμικά προστατευμένες παράκτιες τοποθεσίες από ό,τι για εσωτερικές τοποθεσίες (κάτω αριστερά). Δεν προβλέπουμε ισχυρή κλίση κλίσης στο CTΜέγιστη αξίες. Αυτή η πρόβλεψη αντιστοιχεί σε εμπειρικά μετρημένες θερμοκρασίες Knockdown (50% επιβίωση) για Δροσόφιλα πληθυσμοί (ο). Προβλέπουμε ότι το εύρος των TPC θα είναι μικρότερο στις παράκτιες περιοχές και όταν οι ακραίες θερμοκρασίες ρυθμίζονται από τη συμπεριφορά (κάτω δεξιά).

Οι παράκτιες τοποθεσίες στην Αυστραλία είναι πιο θερμικά προστατευμένες από τις εσωτερικές τοποθεσίες (επάνω αριστερά: μέσος όρος μαζί με 5% και 95% ποσοστά θερμοκρασίας, επάνω δεξιά: τυπική απόκλιση θερμοκρασίας). Προβλέπουμε χαμηλότερα ανώτερα κρίσιμα θερμικά όρια (CTΜέγιστη) τιμές για θερμικά προστατευμένες παράκτιες τοποθεσίες από ό,τι για εσωτερικές τοποθεσίες (κάτω αριστερά). Δεν προβλέπουμε ισχυρή κλίση κλίσης στο CTΜέγιστη αξίες. Αυτή η πρόβλεψη αντιστοιχεί σε εμπειρικά μετρημένες θερμοκρασίες Knockdown (50% επιβίωσης) για Δροσόφιλα πληθυσμοί (ο). Προβλέπουμε ότι το εύρος των TPC θα είναι μικρότερο στις παράκτιες περιοχές και όταν οι ακραίες θερμοκρασίες ρυθμίζονται από τη συμπεριφορά (κάτω δεξιά).

Το εύρος και το σχήμα των κατανομών θερμοκρασίας (γκρι) κατά μήκος των γεωγραφικών κλίσεων (απεικονίζεται το γεωγραφικό πλάτος) στην παράκτια (αριστερά) και την εσωτερική (δεξιά) Αυστραλία επηρεάζουν την εξέλιξη των TPC για ΔροσόφιλαΤο Τα TPC είναι στενότερα και μετατοπίζονται σε ψυχρότερες θερμοκρασίες όταν οι οργανισμοί είναι σε θέση να χρησιμοποιήσουν συμπεριφορά για να αποφύγουν τα θερμικά ακραία (κόκκινο) σε σύγκριση με την περίπτωση ενός θερμοδιαμορφωτή με (πορτοκαλί) ή χωρίς (ροδακινί) μεταβλητότητα μικροκλίματος. Οι διανομές απεικονίζονται για όλες τις τοποθεσίες στο Συμπληρωματικό Σχήμα S5.

Το εύρος και το σχήμα των κατανομών θερμοκρασίας (γκρι) κατά μήκος των γεωγραφικών κλίσεων (απεικονίζεται το γεωγραφικό πλάτος) στην παράκτια (αριστερά) και την εσωτερική (δεξιά) Αυστραλία επηρεάζουν την εξέλιξη των TPC για ΔροσόφιλαΤο Τα TPC είναι στενότερα και μετατοπίζονται σε ψυχρότερες θερμοκρασίες όταν οι οργανισμοί είναι σε θέση να χρησιμοποιήσουν συμπεριφορά για να αποφύγουν τα θερμικά ακραία (κόκκινο) σε σύγκριση με την περίπτωση ενός θερμοδιαμορφωτή με (πορτοκαλί) ή χωρίς (ροδακινί) μεταβλητότητα μικροκλίματος. Οι διανομές απεικονίζονται για όλες τις τοποθεσίες στο Συμπληρωματικό Σχήμα S5.

Τα ανώτερα κρίσιμα θερμικά όρια (CTΜέγιστη) που προβλέπονται από το εξελικτικό μοντέλο επηρεάζονται σε μεγάλο βαθμό από τα θερμά άκρα στην ουρά της κατανομής θερμοκρασίας (Εικ. 6 και Συμπληρωματικό Σχ. S5). CTΜέγιστη οι τιμές προβλέπεται να είναι χαμηλότερες σε παράκτιες τοποθεσίες με θερμική προστασία σε σχέση με τις εσωτερικές περιοχές και να είναι παρόμοιες σε όλα τα γεωγραφικά πλάτη (Εικ. 5). Μια εξαίρεση είναι μεγαλύτερη CTΜέγιστη εκτιμά τις παράκτιες τοποθεσίες με το χαμηλότερο γεωγραφικό πλάτος λόγω εμφάνισης κυμάτων θερμότητας (Pezza et al. 2012). Η απουσία γεωγραφικής κλίσης αντιστοιχεί σε εμπειρικά μετρημένες θερμοκρασίες ανατροπής για Δροσόφιλα πληθυσμούς (Εικ. 5). Οι εμπειρικές θερμικές ανοχές για τους παράκτιους πληθυσμούς εμπίπτουν μεταξύ των προβλέψεών μας για παράκτιες και εσωτερικές τοποθεσίες, υποδηλώνοντας ότι μπορεί να έχουμε υποτιμήσει την ικανότητα των μυγών να μεταβάλλουν τις θερμοκρασίες του σώματός τους μέσω συμπεριφοράς.

Η ικανότητα θερμορύθμισης της συμπεριφοράς, η οποία μπορεί να προστατεύσει τα θερμικά άκρα (Huey et al. 2003), μετατοπίζει τα TPC σε χαμηλότερες τιμές από τις αναμενόμενες από ένα μοντέλο μη θερμορύθμισης τόσο στις παράκτιες όσο και στις εσωτερικές περιοχές (Εικ. 5). Η συμπεριφορά πρέπει επίσης να διατηρεί ένα στενό TPC σε παράκτιες περιοχές (Εικ. 5 και 6), οδηγώντας σε σχετικά εξειδικευμένα TPC. Η επίδραση της ετερογένειας του μικροκλίματος τείνει να μειωθεί κατά μέσο όρο με την πάροδο του χρόνου και του χώρου για θερμοδιαμορφωτικούς οργανισμούς που χρησιμοποιούν το χώρο τυχαία. Η ετερογένεια του μικροκλίματος μπορεί είτε να εντείνει είτε να μετριάσει τη συχνότητα εμφάνισης ακραίων περιστάσεων ανάλογα με τη θέση του θερμικού περιβάλλοντος σε σχέση με το TPC.

Τόσο οι μέσες όσο και οι ακραίες τιμές των παρατηρούμενων κατανομών της θερμοκρασίας του αέρα έχουν μετατοπιστεί σε θερμότερες θερμοκρασίες στις περισσότερες τοποθεσίες τις τελευταίες δεκαετίες (1991–2010, Συμπληρωματικό Σχήμα S6). Ωστόσο, το μοντέλο μας δεν παράγει συνεπείς απαντήσεις στο σχήμα και τη θέση των TPC. Αυτό υποδηλώνει ότι οι κλίσεις ευρείας κλίμακας σε ακραίες θερμοκρασίες μπορεί να έχουν μεγαλύτερη επιρροή στην εξέλιξη των TPC από ό, τι οι κατανομές θερμοκρασίας που σχετίζονται με την κλιματική αλλαγή, οι οποίες μπορεί να ποικίλουν ετησίως.


Νιτρική Δηλητηρίαση Vs. Νιτρικό σοκ

Ανάλογα με την ένταση της έκθεσης, η τοξικότητα νιτρικών έχει δύο ξεχωριστές ονομασίες: Η δηλητηρίαση από νιτρικά αναφέρεται στο χρόνιο πρόβλημα ενώ το σοκ από νιτρικά αναφέρεται στο οξύ πρόβλημα της ταχείας έναρξης.

Δηλητηρίαση από νιτρικά συμβαίνει όταν τα ψάρια εκτίθενται σε σταδιακά αυξανόμενα επίπεδα νιτρικών αλάτων για οποιαδήποτε χρονική περίοδο που δεν πραγματοποιείται τακτική συντήρηση της δεξαμενής. Η υπερτροφή και η υπερφόρτωση ψαριών είναι επίσης σημαντικοί παράγοντες στην αργή αύξηση των επιπέδων νιτρικών.

Όταν δεν λαμβάνονται μέτρα για τη μείωση των νιτρικών αλάτων, το σωρευτικό αποτέλεσμα μπορεί να είναι ο θάνατος των ψαριών. Ορισμένα ψάρια θα επηρεαστούν από επίπεδα τόσο χαμηλά όσο 20 mg/L ενώ άλλα δεν θα εμφανίσουν εμφανή συμπτώματα έως ότου τα επίπεδα φτάσουν σε αρκετές εκατοντάδες mg/L. Τα νεαρά ψάρια επηρεάζονται σε χαμηλότερα επίπεδα, όπως και τα ψάρια με αλμυρό νερό.

Νιτρικό σοκ συμβαίνει όταν τα ψάρια εκτίθενται ξαφνικά σε ένα πολύ διαφορετικό επίπεδο νιτρικών, έως και αρκετές εκατοντάδες mg/L. Παρόλο που το νιτρικό σοκ αναφέρεται συνήθως σε ξαφνική αύξηση του επιπέδου νιτρικών, τα ψάρια μπορεί να σοκαριστούν εξίσου εάν τα επίπεδα νιτρικών πτώση δραματικά.


Είναι ’s Επίσημο: Fish Feel Pain

Όταν ο Culum Brown ήταν νεαρό αγόρι, αυτός και η γιαγιά του σύχναζαν σε ένα πάρκο κοντά στο σπίτι της στη Μελβούρνη της Αυστραλίας. Wasταν γοητευμένος από τη μεγάλη διακοσμητική λίμνη του πάρκου που στριφογύριζε με χρυσόψαρα, κουνούπια και λιχουδιές. Ο Μπράουν περπατούσε στην περίμετρο της λίμνης, κοιτάζοντας στα ημιδιαφανή ρηχά για να ατενίσει τα ψάρια. Μια μέρα, αυτός και η γιαγιά του έφτασαν στο πάρκο και ανακάλυψαν ότι η λίμνη είχε αποστραγγιστεί—κάτι που προφανώς έκανε το τμήμα πάρκων κάθε λίγα χρόνια. Σωροί ψαριών πετούσαν πάνω στο εκτεθειμένο κρεβάτι, ασφυκτιώντας στον ήλιο.

Ο Μπράουν έτρεξε από τον έναν κάδο απορριμμάτων στον άλλο, ψάχνοντας μέσα και συλλέγοντας ό, τι πεταμένα δοχεία βρήκε και#8212 κυρίως πλαστικά μπουκάλια σόδας. Γέμισε τα μπουκάλια σε σιντριβάνια και έβαλε πολλά ψάρια σε κάθε ένα. Έσπρωξε άλλα λανθάνοντα ψάρια προς τις περιοχές της λίμνης όπου παρέμενε λίγο νερό. Wasμουν έξαλλος, έτρεχα σαν τρελός, προσπαθούσα να σώσω αυτά τα ζώα, και θυμάται ο Μπράουν, ο οποίος είναι τώρα θαλάσσιος βιολόγος στο Πανεπιστήμιο Μακκουάρι στο Σίδνεϊ. Τελικά, κατάφερε να σώσει εκατοντάδες ψάρια, περίπου 60 από τα οποία υιοθέτησε. Μερικοί από αυτούς ζούσαν στα ενυδρεία του σπιτιού του για περισσότερα από 10 χρόνια.

Ως παιδί, διατηρούσα κι εγώ ψάρια. Τα πρώτα μου κατοικίδια ήταν δύο χρυσόψαρα, λαμπερά σαν φρεσκοκομμένα φλουριά, σε ένα μη στολισμένο γυάλινο μπολ στο μέγεθος ενός πεπονιού. Πέθαναν μέσα σε λίγες εβδομάδες. Αργότερα αναβάθμισα σε μια δεξαμενή 40 λίτρων επενδυμένη με χαλίκι ουράνιου τόξου και μερικά πλαστικά φυτά. Μέσα κρατούσα διάφορα μικρά ψάρια: νέον τετρά με λωρίδες φθορίζοντος μπλε και κόκκινου, guppies με τολμηρές ουρές σαν ηλιακές φωτοβολίδες και γυάλινο γατόψαρο τόσο διάφανο που δεν έμοιαζαν τίποτα άλλο από σπονδυλικές στήλες με ασημένια στεφάνη να περνούν μέσα στο νερό. Τα περισσότερα από αυτά τα ψάρια ζούσαν πολύ περισσότερο από τα χρυσόψαρα, αλλά μερικά από αυτά είχαν τη συνήθεια να πηδούν με εκστατικά τόξα κατευθείαν μέσα από τα κενά στο κάλυμμα της δεξαμενής και στο πάτωμα του σαλονιού. Η οικογένειά μου και εγώ τους βρήκαμε να πέφτουν πίσω από την τηλεόραση, κουκουλωμένοι στη σκόνη και το χνούδι.

Πρέπει να μας νοιάζει πώς νιώθουν τα ψάρια; Στην πραγματεία του 1789  Εισαγωγή στις αρχές της ηθικής και της νομοθεσίας, Ο Άγγλος φιλόσοφος Jeremy Bentham —που ανέπτυξε τη θεωρία της ωφελιμιστικότητας (ουσιαστικά, το μεγαλύτερο αγαθό για τον μεγαλύτερο αριθμό ατόμων) —απόρρισε μια ιδέα που ήταν κεντρική στις συζητήσεις για την καλή διαβίωση των ζώων έκτοτε. Όταν εξετάζουμε τις ηθικές μας υποχρεώσεις απέναντι σε άλλα ζώα, έγραψε ο Bentham, το πιο σημαντικό ερώτημα δεν είναι, “Μπορούν να αιτιολογήσουν; ούτε, Μπορούν να μιλήσουν; αλλά, Μπορούν να υποφέρουν; ” Η συμβατική σοφία υποστηρίζει εδώ και καιρό ότι τα ψάρια δεν μπορούν — ότι δεν αισθάνονται πόνο. Μια ανταλλαγή σε ένα τεύχος του 1977 του Field & amp Stream  παραδειγματίζει το τυπικό όρισμα. Σε απάντηση μιας επιστολής 13χρονου κοριτσιού σχετικά με το αν τα ψάρια υποφέρουν όταν αλιεύονται, ο συγγραφέας και ψαράς Εντ Ζερν την κατηγορεί πρώτα ότι έχει γράψει το γράμμα από έναν γονέα ή δάσκαλο επειδή είναι τόσο καλά συντεταγμένο. Στη συνέχεια εξηγεί ότι τα ψάρια δεν νιώθουν πόνο με τον ίδιο τρόπο που νιώθετε όταν δέρνετε το γόνατό σας ή κουνάτε το δάχτυλό σας ή έχετε πονόδοντο, επειδή το νευρικό τους σύστημα είναι πολύ πιο απλό. Δεν είμαι σίγουρος ότι αισθάνονται  όποιοςπόνο, όπως εμείς νιώθουμε πόνο, αλλά πιθανότατα νιώθουν ένα είδος πόνου για τα ψάρια.’” Τελικά, όποια πρωτόγονη ταλαιπωρία και αν υποφέρουν είναι άσχετη, συνεχίζει, γιατί είναι όλα μέρος της μεγάλης τροφικής αλυσίδας και, Επιπλέον, “αν κάτι ή κάποιος μας εμποδίσει ποτέ να ψαρέψουμε, θα υποφέρουμε τρομερά.”

Μια τέτοια λογική επικρατεί ακόμα και σήμερα. Το 2014, BBC  Newsnight κάλεσε τη βιολόγο του Πανεπιστημίου του Penn State Victoria Braithwaite να συζητήσει τον πόνο και την ευημερία των ψαριών με τον Bertie Armstrong, επικεφαλής της Ομοσπονδίας Σκωτσέζων isαράδων ’s. Ο Άρμστρονγκ απέρριψε την ιδέα ότι τα ψάρια αξίζουν νόμους περί ευημερίας ως “cranky ” και επέμεινε ότι “ η ισορροπία επιστημονικών στοιχείων είναι ότι τα ψάρια δεν αισθάνονται πόνο όπως εμείς. ”

Παρά τις ενδείξεις ότι τα ψάρια μπορεί να υποφέρουν, οι νομοθεσίες για την καλή μεταχείριση των ζώων και άλλες νομικές προστασίες συχνά τα αποκλείουν. (wonderlandstock / Alamy)

Αυτό δεν είναι αλήθεια, λέει ο Braithwaite. Είναι αδύνατο να γνωρίζουμε οριστικά αν η υποκειμενική εμπειρία ενός άλλου πλάσματος μοιάζει με τη δική μας. Αλλά αυτό είναι εκτός θέματος. Δεν γνωρίζουμε αν οι γάτες, οι σκύλοι, τα εργαστηριακά ζώα, τα κοτόπουλα και τα βοοειδή αισθάνονται πόνο με τον ίδιο τρόπο, ωστόσο εξακολουθούμε να τους παρέχουμε όλο και πιο ανθρώπινη μεταχείριση και νομική προστασία, επειδή έχουν αποδείξει την ικανότητά τους να υποφέρουν. Τα τελευταία 15 χρόνια, ο Braithwaite και άλλοι βιολόγοι ψαριών σε όλο τον κόσμο έδωσαν ουσιαστικά στοιχεία ότι, όπως και τα θηλαστικά και τα πουλιά, τα ψάρια βιώνουν επίσης συνειδητό πόνο. “Όλο και περισσότεροι άνθρωποι είναι πρόθυμοι να δεχτούν τα γεγονότα,” λέει ο Braithwaite. “Τα ψάρια νιώθουν πόνο. Είναι πιθανώς διαφορετικό από αυτό που αισθάνονται οι άνθρωποι, αλλά εξακολουθεί να είναι ένα είδος πόνου. ”

Σε ανατομικό επίπεδο, τα ψάρια έχουν νευρώνες γνωστούς ως nociceptors, οι οποίοι ανιχνεύουν πιθανή βλάβη, όπως υψηλές θερμοκρασίες, έντονη πίεση και καυστικές χημικές ουσίες. Τα ψάρια παράγουν τα ίδια οπιοειδή & τα έμφυτα παυσίπονα του σώματος —, όπως κάνουν τα θηλαστικά. Και η εγκεφαλική τους δραστηριότητα κατά τη διάρκεια τραυματισμού είναι ανάλογη με αυτή των χερσαίων σπονδυλωτών: το να κολλήσουν μια καρφίτσα σε χρυσόψαρο ή ιριδίζουσα πέστροφα, ακριβώς πίσω από τα βράγχια τους, διεγείρει τους υποδοχείς πόνου και έναν καταρράκτη ηλεκτρικής δραστηριότητας που εκτοξεύεται προς τις περιοχές του εγκεφάλου που είναι απαραίτητες για συνειδητές αισθητηριακές αντιλήψεις (όπως η παρεγκεφαλίδα, τέκτο και τηλεεγκέφαλος), όχι μόνο ο οπίσθιος εγκέφαλος και το εγκεφαλικό στέλεχος, που είναι υπεύθυνα για τα αντανακλαστικά και τις παρορμήσεις.

Τα ψάρια συμπεριφέρονται επίσης με τρόπους που δείχνουν ότι βιώνουν συνειδητά τον πόνο. Σε μια μελέτη, οι ερευνητές έριξαν συστάδες από έντονα χρώματα Lego σε δεξαμενές που περιείχαν πέστροφα ουράνιου τόξου. Η πέστροφα συνήθως αποφεύγει ένα άγνωστο αντικείμενο που εισάγεται ξαφνικά στο περιβάλλον τους σε περίπτωση που είναι επικίνδυνο. Αλλά όταν οι επιστήμονες έκαναν στην ιριδίζουσα πέστροφα μια οδυνηρή ένεση οξικού οξέος, ήταν πολύ λιγότερο πιθανό να εκδηλώσουν αυτές τις αμυντικές συμπεριφορές, πιθανώς επειδή αποσπάστηκαν από τα δικά τους βάσανα. Αντίθετα, τα ψάρια στα οποία έγινε ένεση τόσο με οξύ όσο και με μορφίνη διατήρησαν τη συνήθη προσοχή τους. Όπως όλα τα αναλγητικά, η μορφίνη θαμπώνει την εμπειρία του πόνου, αλλά δεν κάνει τίποτα για να αφαιρέσει την ίδια την πηγή του πόνου, υποδηλώνοντας ότι η συμπεριφορά των ψαριών αντικατοπτρίζει την ψυχική τους κατάσταση, όχι απλή φυσιολογία. Εάν τα ψάρια ανταποκρίνονταν αντανακλαστικά στην παρουσία καυστικού οξέος, σε αντίθεση με τον συνειδητό πόνο, τότε η μορφίνη δεν θα έπρεπε να έχει κάνει τη διαφορά.

Σε μια άλλη μελέτη, η πέστροφα του ουράνιου τόξου που έλαβε ενέσεις οξικού οξέος στα χείλη τους άρχισε να αναπνέει πιο γρήγορα, κουνιόταν μπρος -πίσω στο κάτω μέρος της δεξαμενής, έτριβε τα χείλη τους στο χαλίκι και στο πλάι της δεξαμενής και πήρε περισσότερες από δύο φορές αρκεί να συνεχίσει να τρέφεται με ψάρια στα οποία γίνεται ένεση με καλοήθη φυσιολογικό ορό. Τα ψάρια στα οποία έγινε ένεση τόσο με οξύ όσο και με μορφίνη εμφάνισαν επίσης μερικές από αυτές τις ασυνήθιστες συμπεριφορές, αλλά σε πολύ μικρότερο βαθμό, ενώ τα ψάρια στα οποία έγινε ένεση με φυσιολογικό ορό δεν συμπεριφέρθηκαν ποτέ παράξενα.

Οι δοκιμές για πόνο στα ψάρια είναι προκλητικές, επομένως οι ερευνητές συχνά αναζητούν ασυνήθιστη συμπεριφορά και φυσιολογικές αντιδράσεις. Σε μια μελέτη, στις πέστροφες της ουράνιου τόξου χορηγήθηκαν ενέσεις οξικού οξέος στα χείλη τους, ανταποκρίθηκαν τρίβοντας τα χείλη τους στα πλαϊνά και στο κάτω μέρος της δεξαμενής τους και καθυστερώντας τη σίτιση. (τόξο F. Henning / Alamy)

Πριν από αρκετά χρόνια, η Lynne Sneddon, βιολόγος του Πανεπιστημίου του Λίβερπουλ και μια από τις κορυφαίες ειδικές στον κόσμο στον πόνο των ψαριών, άρχισε να διεξάγει μια σειρά από ιδιαίτερα ενδιαφέροντα πειράματα μέχρι στιγμής, μόνο μερικά από τα αποτελέσματα έχουν δημοσιευτεί. Σε μια δοκιμή, έδωσε στο zebrafish την επιλογή μεταξύ δύο ενυδρείων: το ένα εντελώς άγονο, το άλλο που περιέχει χαλίκι, ένα φυτό και μια θέα άλλων ψαριών. Προτιμούσαν σταθερά να περνούν χρόνο στον πιο ζωντανό, διακοσμημένο θάλαμο. Όταν, ωστόσο, σε μερικά ψάρια έγινε ένεση με οξύ και το ζοφερό ενυδρείο πλημμύρισε με λιδοκαΐνη που μουδιάζει τον πόνο, άλλαξαν την προτίμησή τους, εγκαταλείποντας την εμπλουτισμένη δεξαμενή. Η Sneddon επανέλαβε αυτή τη μελέτη με μια αλλαγή: αντί να γεμίζει το βαρετό ενυδρείο με παυσίπονο, το έκανε ένεση κατευθείαν στα σώματα των ψαριών, ώστε να μπορούν να το παίρνουν μαζί τους όπου κι αν κολυμπούσαν. Το ψάρι παρέμεινε ανάμεσα στο χαλίκι και το πράσινο.

Τα συλλογικά στοιχεία είναι πλέον αρκετά ισχυρά ώστε οι βιολόγοι και οι κτηνίατροι να αποδέχονται όλο και περισσότερο τον πόνο των ψαριών ως πραγματικότητα. Άλλαξε τόσο πολύ, και λέει η Sneddon, αντανακλώντας τις εμπειρίες της μιλώντας τόσο στους επιστήμονες όσο και στο ευρύ κοινό. “ Το 2003, όταν έδωσα ομιλίες, ρωτούσα, ‘Ποιος πιστεύει ότι τα ψάρια μπορούν να αισθανθούν πόνο;’ Μόνο ένα ή δύο χέρια θα ανέβαιναν ψηλά. Τώρα ρωτάτε το δωμάτιο και σχεδόν όλοι σηκώνουν τα χέρια τους.” Το 2013, η Αμερικανική Κτηνιατρική Ιατρική Ένωση δημοσίευσε νέες κατευθυντήριες γραμμές για την ευθανασία των ζώων, οι οποίες περιελάμβαναν τις ακόλουθες δηλώσεις: “Προτάσεις που οι αντιδράσεις των ψαριών στον πόνο αντιπροσωπεύουν απλώς απλά αντανακλαστικά έχουν διαψευσθεί. … η υπεροχή των συσσωρευμένων στοιχείων υποστηρίζει τη θέση ότι τα ψάρια πτερυγίων θα πρέπει να λαμβάνουν τις ίδιες εκτιμήσεις με τα χερσαία σπονδυλωτά όσον αφορά την ανακούφιση από τον πόνο.”

Ωστόσο, αυτή η επιστημονική συναίνεση δεν έχει διαποτίσει τη δημόσια αντίληψη. Το Google “τα ψάρια αισθάνονται πόνο” και βυθίζεσαι σε ένα λάκκο αντικρουόμενων μηνυμάτων. Δεν’, λέει ένας τίτλος. Το κάνουν, λέει ένας άλλος. Άλλες πηγές ισχυρίζονται ότι υπάρχει μια περίπλοκη συζήτηση μεταξύ επιστημόνων. Στην πραγματικότητα, αυτό το επίπεδο ασάφειας και διαφωνίας δεν υπάρχει πλέον στην επιστημονική κοινότητα. Το 2016, ο καθηγητής Brian Key του Πανεπιστημίου του Queensland δημοσίευσε ένα άρθρο με τίτλο “ Γιατί τα ψάρια δεν αισθάνονται πόνο ” στο  Animal Sentience: An Interdisciplinary Journal on Animal FeelingΤο Μέχρι στιγμής, το άρθρο του Key & έχει προκαλέσει περισσότερες από 40 απαντήσεις από επιστήμονες σε όλο τον κόσμο, σχεδόν όλοι απορρίπτουν τα συμπεράσματά του.

Ο Key είναι ένας από τους πιο δυνατούς επικριτές της ιδέας ότι τα ψάρια μπορούν να υποφέρουν συνειδητά, ο άλλος είναι ο James D. Rose, ομότιμος καθηγητής ζωολογίας στο Πανεπιστήμιο του Wyoming και ένθερμος ψαράς που έχει γράψει για την δημοφιλή δημοσίευση  Angling MattersΤο Η βάση του επιχειρήματός τους είναι ότι οι μελέτες που δήθεν αποδεικνύουν τον πόνο στα ψάρια είναι κακώς σχεδιασμένες και, πιο ουσιαστικά, ότι τα ψάρια στερούνται εγκεφάλου αρκετά πολύπλοκα για να δημιουργήσουν μια υποκειμενική εμπειρία πόνου. Συγκεκριμένα, τονίζουν ότι τα ψάρια δεν έχουν το είδος των μεγάλων, πυκνών, κυματιστών εγκεφαλικών φλοιών που διαθέτουν οι άνθρωποι, τα πρωτεύοντα θηλαστικά και ορισμένα άλλα θηλαστικά. Ο φλοιός, που τυλίγει τον υπόλοιπο εγκέφαλο σαν φλοιός, πιστεύεται ότι είναι ζωτικής σημασίας για τις αισθητηριακές αντιλήψεις και τη συνείδηση.

Ορισμένες από τις κριτικές που δημοσιεύθηκαν από τους Key and Rose είναι έγκυρες, ιδιαίτερα για το θέμα των μεθοδολογικών ελαττωμάτων. Μερικές μελέτες στην αυξανόμενη βιβλιογραφία για τον πόνο των ψαριών δεν κάνουν σωστά τη διάκριση μεταξύ μιας αντανακλαστικής απόκρισης στον τραυματισμό και μιας πιθανής εμπειρίας πόνου, και ορισμένοι ερευνητές έχουν υπερεκτιμήσει τη σημασία αυτών των λανθασμένων προσπαθειών. Σε αυτό το σημείο, ωστόσο, τέτοιες μελέτες είναι μειοψηφία. Πολλά πειράματα έχουν επιβεβαιώσει την πρώιμη εργασία των Braithwaite και Sneddon.

Επιπλέον, η ιδέα ότι τα ψάρια δεν έχουν την εγκεφαλική πολυπλοκότητα για να αισθάνονται πόνο είναι ξεπερασμένη. Οι επιστήμονες συμφωνούν ότι τα περισσότερα, αν όχι όλα, τα σπονδυλωτά (καθώς και ορισμένα ασπόνδυλα) είναι συνειδητά και ότι ένας εγκεφαλικός φλοιός τόσο πρησμένος όσο ο δικός μας δεν αποτελεί προϋπόθεση για μια υποκειμενική εμπειρία του κόσμου. Ο πλανήτης περιέχει ένα πλήθος εγκεφάλων, πυκνούς και σπογγώδεις, σφαιρικούς και επιμήκεις, τόσο μικρούς όσο οι σπόροι παπαρούνας και τόσο μεγάλοι όσο τα καρπούζια, διαφορετικές ζωικές γενεαλογίες έχουν δημιουργήσει ανεξάρτητα παρόμοιες νοητικές ικανότητες από πολύ διαφορετικές νευρικές μηχανές. Ένα μυαλό δεν χρειάζεται να είναι ανθρώπινο για να υποφέρει.

Οι ψαράδες Michael και Patrick Burns εξασκούν ανθρώπινες τεχνικές αλιείας στο σκάφος τους, Blue North. (Φωτογραφία από τον Kevin J. Suver/Blue North)

Παρά τα αποδεικτικά στοιχεία για συνειδητή ταλαιπωρία στα ψάρια, δεν τους παρέχεται τυπικά το είδος της νομικής προστασίας που παρέχεται σε ζώα εκτροφής, ζώα εργαστηρίου και κατοικίδια ζώα σε πολλές χώρες του κόσμου. Το Ηνωμένο Βασίλειο έχει μερικές από τις πιο προοδευτικές νομοθεσίες για την καλή διαβίωση των ζώων, που συνήθως καλύπτει όλα τα μη ανθρώπινα σπονδυλωτά. Στον Καναδά και την Αυστραλία, οι νόμοι για την καλή διαβίωση των ζώων είναι πιο αποσπασματικοί, ποικίλλουν από τη μια πολιτεία ή την επαρχία στην άλλη, ορισμένοι προστατεύουν τα ψάρια, κάποιοι δεν ’t. Η σχετική νομοθεσία της Ιαπωνίας ’ παραμελεί σε μεγάλο βαθμό τα ψάρια. Η Κίνα έχει πολύ λίγους ουσιαστικούς νόμους για την καλή διαβίωση των ζώων οποιουδήποτε είδους. Και στις Ηνωμένες Πολιτείες, ο νόμος περί ευημερίας των ζώων προστατεύει τα περισσότερα θερμόαιμα ζώα που χρησιμοποιούνται στην έρευνα και πωλούνται ως κατοικίδια, αλλά εξαιρεί τα ψάρια, τα αμφίβια και τα ερπετά. Ωστόσο, ο τεράστιος αριθμός ψαριών που θανατώνονται για τροφή και εκτρέφονται για καταστήματα κατοικίδιων ζώων ξεπερνά τον αντίστοιχο αριθμό θηλαστικών, πτηνών και ερπετών. Κάθε χρόνο, περίπου 70 δισεκατομμύρια ζώα της ξηράς θανατώνονται για τροφή σε όλο τον κόσμο. Ο αριθμός αυτός περιλαμβάνει κοτόπουλα, άλλα πουλερικά και όλες τις μορφές ζώων. Αντιθέτως, εκτιμάται ότι 10 έως 100 δισεκατομμύρια ψάρια εκτροφής σκοτώνονται παγκοσμίως κάθε χρόνο και περίπου ένα έως τρία τρισεκατομμύρια ψάρια αλιεύονται από τη φύση. Ο αριθμός των ψαριών που θανατώνονται κάθε χρόνο υπερβαίνει κατά πολύ τον αριθμό των ανθρώπων που υπήρξαν ποτέ στη Γη.

“Έχουμε σκεφτεί σε μεγάλο βαθμό τα ψάρια ως πολύ εξωγήινα και πολύ απλά, επομένως δεν μας ένοιαζε πραγματικά πώς τα σκοτώσαμε,” Braithwaite λέει. “Αν κοιτάξουμε το δίχτυ τράτας, αυτός είναι ένας πολύ φρικιαστικός τρόπος για να πεθάνουν τα ψάρια: το βαρομετρικό τραύμα του να σκιστεί από τον ωκεανό στον ανοιχτό αέρα και στη συνέχεια να πνιγεί αργά. Μπορούμε να το κάνουμε πιο ανθρώπινα; Ναί. Εμεις πρέπει? Μάλλον ναι. Συνήθως δεν το κάνουμε αυτή τη στιγμή επειδή είναι πιο ακριβό να σκοτώνουμε ανθρώπινα ψάρια, ειδικά στην άγρια ​​φύση. ”

Σε ορισμένες χώρες, όπως το Ηνωμένο Βασίλειο και η Νορβηγία, οι ιχθυοκαλλιέργειες έχουν υιοθετήσει σε μεγάλο βαθμό ανθρώπινες μεθόδους σφαγής. Αντί να πνιγούν τα ψάρια στον αέρα & η πιο εύκολη και ιστορικά η πιο συνηθισμένη πρακτική —ή να τα παγώσουν μέχρι θανάτου σε παγωμένο νερό ή να τα δηλητηριάσουν με διοξείδιο του άνθρακα, καθιστούν τα ψάρια αναίσθητα είτε με ένα γρήγορο χτύπημα στο κεφάλι είτε με ισχυρά ηλεκτρικά ρεύματα. τρυπήσουν τους εγκεφάλους τους ή τους αιμορραγήσουν. Στη Νορβηγία, η Hanne Digre και οι συνάδελφοί της στον ερευνητικό οργανισμό SINTEF έφεραν αυτές τις τεχνικές σε εμπορικά αλιευτικά σκάφη σε δοκιμαστική βάση για να διερευνήσουν εάν είναι εφικτή η ανθρώπινη σφαγή στη θάλασσα.

Σε μια σειρά πειραμάτων, η Digre και οι συνεργάτες της δοκίμασαν διαφορετικές μεθόδους σφαγής ανοιχτής θάλασσας σε μια ποικιλία ειδών. Διαπίστωσαν ότι ο μπακαλιάρος και ο μπακαλιάρος που φυλάσσονταν σε ξηρούς κάδους στα πλοία μετά τη συγκομιδή παρέμειναν συνειδητοί για τουλάχιστον δύο ώρες. Ένα ηλεκτροπληξία που μεταφέρθηκε αμέσως μετά τη μεταφορά ψαριών σε ένα πλοίο θα μπορούσε να τα χτυπήσει χωρίς τις αισθήσεις του, αλλά μόνο εάν το ρεύμα ήταν αρκετά ισχυρό. Εάν η ηλεκτροπληξία ήταν πολύ αδύναμη, τα ψάρια απλώς ακινητοποιούνταν. Ορισμένα είδη, όπως το saithe, είχαν την τάση να σπάνε τη σπονδυλική τους στήλη και να αιμορραγούν εσωτερικά όταν σοκάρισαν άλλα, όπως ο μπακαλιάρος, αγωνίστηκαν πολύ λιγότερο. Μερικά ψάρια επανήλθαν στις αισθήσεις τους περίπου 10 λεπτά μετά το ζαλισμένο, έτσι οι ερευνητές συνιστούν να κόψουν το λαιμό τους μέσα σε 30 δευτερόλεπτα από ηλεκτροπληξία.

Στις Ηνωμένες Πολιτείες, δύο αδέλφια πρωτοπορούν σε ένα νέο είδος ανθρώπινης αλιείας. Το φθινόπωρο του 2016, ο Μάικλ και ο Πάτρικ Μπερνς, τόσο μακροχρόνιοι ψαράδες όσο και κτηνοτρόφοι, ξεκίνησαν ένα μοναδικό αλιευτικό σκάφος με το όνομα  Μπλε ΒορράςΤο Το σκάφος 58 μέτρων, το οποίο μπορεί να μεταφέρει περίπου 750 τόνους και ένα πλήρωμα 26 ατόμων, ειδικεύεται στη συγκομιδή μπακαλιάρου του Ειρηνικού από τη θάλασσα του Μπέρινγκ. Το πλήρωμα εργάζεται σε ένα δωμάτιο ελεγχόμενης θερμοκρασίας στη μέση του σκάφους, το οποίο στεγάζει μια πισίνα με φεγγάρι — μια τρύπα από την οποία ανεβάζουν ψάρια ένα-ένα. Αυτό το καταφύγιο προστατεύει το πλήρωμα από τα στοιχεία και τους δίνει πολύ περισσότερο έλεγχο στην αλιευτική πράξη από ό, τι θα είχαν σε ένα συνηθισμένο σκάφος. Μέσα σε δευτερόλεπτα από τη μεταφορά ενός ψαριού στην επιφάνεια, το πλήρωμα το μεταφέρει σε ένα τραπέζι αναισθητοποίησης που καθιστά το ζώο αναίσθητο με περίπου 10 βολτ συνεχούς ρεύματος. Στη συνέχεια, τα ψάρια αφαίμαξαν.

Οι αδερφοί Μπερνς αρχικά εμπνεύστηκαν από την πρωτοποριακή έρευνα σχετικά με τις ανθρώπινες εγκαταστάσεις σφαγής για ζώα που διεξήχθη από τον καθηγητή ζωικής επιστήμης του Πανεπιστημίου του Κολοράντο και τον διεθνούς φήμης εκπρόσωπο για τον αυτισμό, Temple Grandin. Λαμβάνοντας υπόψη τις προοπτικές των ίδιων των ζώων, τα καινοτόμα σχέδια του Grandin μείωσαν σημαντικά το άγχος, τον πανικό και τους τραυματισμούς στα βοοειδή που παρασύρονται σε σφαγείο, ενώ ταυτόχρονα καθιστούν την όλη διαδικασία πιο αποτελεσματική για τους κτηνοτρόφους. “Μια μέρα μου ήρθε στο μυαλό, γιατί δεν μπορούσαμε να πάρουμε μερικές από αυτές τις αρχές και να τις εφαρμόσουμε στον κλάδο της αλιείας; Θυμάται ο Μάικλ. Εμπνευσμένοι από τις πισίνες του φεγγαριού σε νορβηγικά αλιευτικά σκάφη και τη χρήση ηλεκτρικού μηχανισμού αναισθητοποίησης σε διάφορες μορφές κτηνοτροφίας, σχεδίασαν Μπλε ΒορράςΤο Ο Michael πιστεύει ότι το νέο του πλοίο είναι ένα από τα δύο ίσως σκάφη στον κόσμο που χρησιμοποιούν με συνέπεια ηλεκτρική αναισθητοποίηση σε άγρια ​​αλιεύματα ψαριών. “Πιστεύουμε ότι τα ψάρια είναι αισθανόμενα όντα, ότι βιώνουν πανικό και άγχος,” λέει. Έχουμε καταλήξει σε μια μέθοδο για να το σταματήσουμε. ”

Αυτήν τη στιγμή, οι αδελφοί Μπερνς εξάγουν τον μπακαλιάρο που αλιεύουν στην Ιαπωνία, την Κίνα, τη Γαλλία, την Ισπανία, τη Δανία και τη Νορβηγία. Το γεγονός ότι τα ψάρια συλλέγονται με ανθρώπινο τρόπο δεν ήταν μεγάλη έλξη για τους κύριους αγοραστές τους, λέει ο Michael, αλλά αναμένει ότι αυτό θα αλλάξει. Ο ίδιος και η ομάδα του έχουν μιλήσει με διάφορες φιλοζωικές οργανώσεις για να αναπτύξουν νέα πρότυπα και πιστοποιήσεις για ανθρώπινα αλιευμένα άγρια ​​ψάρια. “Θα γίνει πιο συνηθισμένο, ” λέει ο Michael. Πολλοί άνθρωποι εκεί έξω ανησυχούν για το πού προέρχεται το φαγητό τους και πώς χειρίζεται. ”

Εν τω μεταξύ, η συντριπτική πλειοψηφία των τρισεκατομμυρίων ψαριών που σφάζονται ετησίως θανατώνονται με τρόπους που πιθανότατα τους προκαλούν τεράστιο πόνο. Η αλήθεια είναι ότι ακόμη και η υιοθέτηση ανθρωπίνων μεθόδων σφαγής σε πιο προοδευτικές χώρες δεν υποκινήθηκε εξ ολοκλήρου ή έστω πρωτίστως από την ηθική. Αντίθετα, τέτοιες αλλαγές οδηγούνται από το κέρδος. Μελέτες έχουν δείξει ότι η μείωση του στρες στα εκτρεφόμενα και τα αλιευμένα ψάρια, η θανάτωση τους γρήγορα και αποτελεσματικά με ελάχιστο αγώνα, βελτιώνει την ποιότητα του κρέατος που τελικά βγαίνει στην αγορά. Η σάρκα των ψαριών που σκοτώνονται ανθρώπινα είναι συχνά πιο λεία και λιγότερο ατελή. Όταν συμπεριφερόμαστε καλά στα ψάρια, δεν το κάνουμε πραγματικά για χάρη τους, το κάνουμε για το δικό μας.

Είχα πάντα μια φυσική ενσυναίσθηση για τα ζώα και δεν είχα λόγο να αποκλείσω τα ψάρια, και λέει ο Brown. “Σε εκείνο το πάρκο [στη Μελβούρνη], δεν είχαν καμία ανησυχία ότι υπήρχαν ψάρια εκεί και μπορεί να χρειάζονταν λίγο νερό. Δεν έγινε καμία προσπάθεια να σωθούν ή να στεγαστούν. Σοκαρίστηκα από αυτό σε εκείνη την ηλικία, και εξακολουθώ να βλέπω αυτό το είδος σκληρής περιφρόνησης για τα ψάρια στους ανθρώπους σήμερα σε κάθε είδους περιβάλλον. Όλο το διάστημα που ανακαλύψαμε τα πρώτα στοιχεία για πόνο στα ψάρια, δεν νομίζω ότι η αντίληψη του κοινού έχει μετακινήσει μια ουγγιά. ”

Τον τελευταίο καιρό, έχω περάσει πολύ χρόνο στα τοπικά καταστήματα κατοικίδιων ζώων, παρακολουθώντας τα ψάρια. Κινούνται ανήσυχα, χωρίς θόρυβο και χωρίς άγχος από τη μια πλευρά των δεξαμενών τους στην άλλη. Μερικοί κρέμονται στο νερό, με τα κεφάλια γερμένα προς τα πάνω, σαν να έχουν πιαστεί σε μια αόρατη γραμμή. Μια λάμψη από λέπια τραβάει την προσοχή μου ένα απροσδόκητο δείγμα χρώματος. Προσπαθώ να κοιτάξω έναν στα μάτια—a χωρίς βάθος δίσκο από οψιανό. Το στόμα του κινείται τόσο μηχανικά, σαν συρόμενη πόρτα κολλημένη σε θηλιά. Κοιτάζω αυτά τα ψάρια, απολαμβάνω να τα κοιτάζω, δεν τους εύχομαι κανένα κακό, ωστόσο σχεδόν ποτέ δεν αναρωτιέμαι τι σκέφτονται ή τι αισθάνονται. Τα ψάρια είναι οι άμεσοι εξελικτικοί πρόγονοί μας. Είναι τα αυθεντικά σπονδυλωτά, οι φολιδωτές, ξεροκέφαλες πρωτοπόροι που σύρθηκαν ακόμα βρεγμένοι από τη θάλασσα και αποίκησαν τη στεριά. Τόσοι κόλποι μας χωρίζουν τώρα: γεωγραφικοί, ανατομικοί, ψυχολογικοί. Μπορούμε να κατανοήσουμε, ορθολογικά, τα συντριπτικά στοιχεία για την ευαισθησία των ψαριών. Όμως τα γεγονότα δεν αρκούν. Ο πραγματικός οίκτος ενός ψαριού φαίνεται να απαιτεί ολυμπιακό κατόρθωμα ενσυναίσθησης.

Ίσως, όμως, οι τυπικές αλληλεπιδράσεις μας με το ψάρι—το ήρεμο κατοικίδιο σε μια γυάλινη λακκούβα ή το γαρνιρισμένο φιλέτο σε ένα πιάτο— είναι πολύ περιορισμένες για να αποκαλύψουν την ικανότητα να υποφέρουν. Πρόσφατα έμαθα για μια μαγειρική παράδοση, που εξακολουθούσε να εφαρμόζεται σήμερα, γνωστή ως  ikizukuri: τρώγοντας την ωμή σάρκα ενός ζωντανού ψαριού. Μπορείτε να βρείτε βίντεο στο διαδίκτυο. Σε ένα, ένας σεφ καλύπτει το πρόσωπο ενός ψαριού με ένα πανί και το κρατά κάτω καθώς ξυρίζει τα λέπια του με κάτι σαν ακατέργαστο τρίφτη τυριού. Αρχίζει να τεμαχίζει τα ψάρια κατά μήκος με ένα μεγάλο μαχαίρι, αλλά το πλάσμα πηδά βίαια από την αίσθηση του και σαρώνει σε έναν κοντινό νεροχύτη. Ο σεφ ανακτά το ψάρι και συνεχίζει να κόβει και τις δύο πλευρές του. Αίμα σκοτεινό σαν χυμός ροδιού χύνεται έξω. Βυθίζει το ψάρι σε ένα μπολ με παγωμένο νερό καθώς ετοιμάζει το σασίμι. Ολόκληρο το ψάρι θα σερβιριστεί σε ένα πιάτο με ξυρισμένα φύλλα daikon και shiso, ορθογώνια κομμάτια της σάρκας του στοιβαγμένα τακτοποιημένα στην κοίλη πλευρά του, το στόμα και τα βράγχια του θα εξακολουθούν να χτυπούν και το περιστασιακό ρίγος να κυματίζει σε όλο το μήκος του σώματός του.


Θερμοκρασία και Νερό

Η θερμοκρασία του νερού παίζει σημαντικό ρόλο σε όλες σχεδόν τις επιστήμες του νερού USGS.Η θερμοκρασία του νερού ασκεί σημαντική επίδραση στη βιολογική δραστηριότητα και ανάπτυξη, έχει επίδραση στη χημεία του νερού, μπορεί να επηρεάσει τις μετρήσεις της ποσότητας του νερού και διέπει τα είδη των οργανισμών που ζουν σε υδάτινα σώματα.

Το Γεωλογικό Ινστιτούτο των ΗΠΑ (USGS) μετράει πόση ποσότητα νερού ρέει στα ποτάμια, προσδιορίζει τα επίπεδα νερού των υπόγειων υδάτων και συλλέγει δείγματα νερού για να περιγράψει την ποιότητα αυτών των υδάτων για πάνω από έναν αιώνα. Έχουν γίνει εκατομμύρια μετρήσεις και αναλύσεις που έχουν επηρεαστεί από τη θερμοκρασία του νερού.

Σημασία της θερμοκρασίας του νερού

Η θερμοκρασία ασκεί σημαντική επίδραση στη βιολογική δραστηριότητα και ανάπτυξη. Η θερμοκρασία διέπει τα είδη των οργανισμών που μπορούν να ζουν σε ποτάμια και λίμνες. Τα ψάρια, τα έντομα, το ζωοπλαγκτόν, το φυτοπλαγκτόν και άλλα υδρόβια είδη έχουν όλα ένα προτιμώμενο εύρος θερμοκρασίας. Καθώς οι θερμοκρασίες φτάνουν πολύ πάνω ή κάτω από αυτό το προτιμώμενο εύρος, ο αριθμός των ατόμων του είδους μειώνεται έως ότου τελικά δεν υπάρχουν.

Η θερμοκρασία είναι επίσης σημαντική λόγω της επιρροής της στη χημεία του νερού. Ο ρυθμός των χημικών αντιδράσεων γενικά αυξάνεται σε υψηλότερη θερμοκρασία. Νερό, ιδιαίτερα υπόγεια ύδατα, με υψηλότερες θερμοκρασίες μπορεί να διαλύσει περισσότερα ορυκτά από τον περιβάλλοντα βράχο και ως εκ τούτου θα έχει υψηλότερη ηλεκτρική αγωγιμότηταΤο Είναι το αντίθετο όταν εξετάζουμε ένα αέριο, όπως το οξυγόνο, διαλυμένο στο νερό. Σκεφτείτε πόσο πιο «φουσκωτή» είναι μια κρύα σόδα σε σύγκριση με μια ζεστή. Η κρύα σόδα μπορεί να κρατήσει περισσότερες από τις φυσαλίδες διοξειδίου του άνθρακα διαλυμένες στο υγρό από ό, τι η ζεστή, κάτι που το κάνει να φαίνεται πιο αφρώδες όταν το πίνεις.

Το ζεστό νερό του ρέματος μπορεί να επηρεάσει την υδρόβια ζωή στο ρεύμα. Το ζεστό νερό κρατάει λιγότερο διαλυμένο οξυγόνο από το δροσερό νερό και μπορεί να μην περιέχει αρκετό διαλυμένο οξυγόνο για την επιβίωση διαφορετικών ειδών υδρόβιων ζώων. Ορισμένες ενώσεις είναι επίσης πιο τοξικές για την υδρόβια ζωή σε υψηλότερες θερμοκρασίες.

Οι αδιαπέραστες επιφάνειες συμβάλλουν με ζεστό νερό στα ρέματα

Ένας ζεστός χώρος στάθμευσης μπορεί να προκαλέσει την είσοδο θερμαινόμενης απορροής στα ρέματα.

Mightσως να μην πιστεύετε ότι η θερμοκρασία του νερού θεωρείται σημαντική μέτρηση της ποιότητας του νερού. Εξάλλου, η θερμοκρασία δεν είναι χημική ουσία και δεν έχει φυσικές ιδιότητες που μπορείτε να δείτε. Αλλά, αν ρωτήσετε ένα ψάρι εάν η θερμοκρασία του νερού στο οποίο ζει είναι σημαντική, θα φώναζε ναι (αν μπορούσε να μιλήσει)! Σε φυσικά περιβάλλοντα, η θερμοκρασία δεν προκαλεί ιδιαίτερη ανησυχία για την υδρόβια ζωή, αφού τα ζώα και τα φυτά στο νερό έχουν εξελιχθεί για να επιβιώσουν καλύτερα σε αυτό το περιβάλλον. Όταν η θερμοκρασία ενός υδάτινου σώματος αλλάζει, είτε από ένα φυσικό γεγονός είτε από ένα γεγονός που προκαλείται από τον άνθρωπο, τα ψάρια ξεσπούν σε ιδρώτα και αρχίζουν να ανησυχούν.

Αυτή η εικόνα δείχνει έναν τυπικό χώρο στάθμευσης μετά από μια ισχυρή καλοκαιρινή καταιγίδα. Χώροι στάθμευσης και δρόμοι, τα οποία είναι παραδείγματα αδιαπέραστες επιφάνειες, όπου το νερό τρέχει στα τοπικά ρεύματα αντί μούσκεμα στο έδαφος, όπως και στα φυσικά περιβάλλοντα, λειτουργούν ως «γρήγορες λωρίδες» για να ανοίξει η βροχόπτωση στα ρέματα. Βροχή που πέφτει σε ένα πάρκινγκ που ψήνεται στον ήλιο όλη την ημέρα κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού υπερθερμαίνεται και μετά τρέχει σε ρέματα. Αυτό το θερμαινόμενο νερό μπορεί να είναι ένα σοκ για την υδρόβια ζωή στο ρεύμα και μπορεί, έτσι, να βλάψει την ποιότητα του νερού του ρεύματος.

Μαζί με τη ζέστη, απορροή από θέσεις πάρκινγκ μπορεί να περιέχει ρύπους, όπως λιπαντικό κινητήρα που έχει διαρρεύσει, υδρογονάνθρακες από τα καυσαέρια, υπολείμματα λιπασμάτων και κανονικά σκουπίδια. Ορισμένες κοινότητες πειραματίζονται με τη χρήση διαπερατού πεζοδρομίου στο πάρκινγκ και υδάτινων κήπων και απορροφητικών φυτών δίπλα στην παρτίδα για να δουν εάν αυτό μειώνει την επιβλαβή απορροή από τις παρτίδες στα ρέματα. Στη δεξιά πλευρά οι επιφάνειες στάθμευσης γέρνουν έτσι ώστε να στραγγίζουν σε μια φυσική περιοχή που επιτρέπει την απορροή να απορροφηθεί στο έδαφος. Στην περιοχή καλλιεργούνται επίσης φυτά που αγαπούν το νερό. Σημαντική ποσότητα της απορροής θα πρέπει να συλληφθεί από αυτές τις περιοχές και έως ότου ένα μέρος της απορροής φτάσει σε ένα ρεύμα, οι θερμοκρασίες του νερού θα πρέπει να είναι πιο κοντά στις κανονικές θερμοκρασίες του ρεύματος.

Εποχικές αλλαγές σε λίμνες και ταμιευτήρες

Η θερμοκρασία είναι επίσης σημαντική σε λίμνες και δεξαμενέςΤο Σχετίζεται με το διαλυμένο οξυγόνο συγκέντρωση στο νερό, η οποία είναι πολύ σημαντική για κάθε υδρόβια ζωή. Πολλές λίμνες βιώνουν μια «στροφή» των στρωμάτων του νερού όταν αλλάζουν οι εποχές. Το καλοκαίρι, η κορυφή της λίμνης γίνεται πιο ζεστή από τα χαμηλότερα στρώματα. Πιθανότατα το έχετε παρατηρήσει αυτό όταν κολυμπάτε σε μια λίμνη το καλοκαίρι - οι ώμοι σας αισθάνονται σαν να βρίσκονται σε ένα ζεστό μπάνιο ενώ τα πόδια σας είναι παγωμένα. Δεδομένου ότι το ζεστό νερό είναι λιγότερο πυκνός αυτό το πιο κρύο νερό, παραμένει πάνω από την επιφάνεια της λίμνης. Όμως, το χειμώνα ορισμένες επιφάνειες λιμνών μπορεί να είναι πολύ κρύες. Όταν συμβεί αυτό, το επιφανειακό νερό γίνεται πιο πυκνό από το βαθύτερο νερό με πιο σταθερή θερμοκρασία όλο το χρόνο (η οποία είναι τώρα πιο ζεστή από την επιφάνεια) και η λίμνη "γυρίζει", όταν το ψυχρότερο επιφανειακό νερό βυθίζεται στον πυθμένα της λίμνης.

Εποχιακά χαρακτηριστικά θερμοκρασίας στο Ice Lake, Μινεσότα.

Ο τρόπος με τον οποίο οι θερμοκρασίες ποικίλλουν στις λίμνες κατά τη διάρκεια των εποχών εξαρτάται από το πού βρίσκονται. Σε θερμά κλίματα, η επιφάνεια μπορεί να μην γίνει τόσο κρύα ώστε να προκαλέσει τη λίμνη «να γυρίσει». Όμως, σε κλίματα που έχουν κρύο χειμώνα, συμβαίνουν διαστρωματώσεις θερμοκρασίας και στροφή. Αυτό το διάγραμμα είναι μια απεικόνιση των προφίλ θερμοκρασιών για μια λίμνη στη Μινεσότα των ΗΠΑ (όπου κάνει πολύ κρύο κατά τη διάρκεια του χειμώνα). Μπορείτε να δείτε ότι τον Μάιο η επιφάνεια αρχίζει να ζεσταίνεται (πράσινο χρώμα), αλλά η θέρμανση κατεβαίνει μόνο σε περίπου 5 μέτρα σε βάθος. Παρόλο που η επιφάνεια συνεχίζει να ζεσταίνεται όλο το καλοκαίρι, το λιγότερο πυκνό νερό παραμένει στην κορυφή της λίμνης. Ακόμη και το καλοκαίρι το κάτω μισό της λίμνης παραμένει σχεδόν τόσο κρύο όσο ήταν το χειμώνα. Κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού, το λιγότερο πυκνό θερμότερο νερό παραμένει πάνω από το ψυχρότερο νερό και δεν συμβαίνει ανάμειξη νερού. Παρατηρήστε τον Οκτώβριο, καθώς η θερμοκρασία αρχίζει να πέφτει σταθερά κοντά στο πάγωμα τη νύχτα, τα επιφανειακά νερά ψύχονται, γίνονται λίγο πιο κρύα σε θερμοκρασία και λίγο πιο πυκνά από το νερό στον πυθμένα της λίμνης και, ως εκ τούτου, βυθίζονται, προκαλώντας μίξη. Η λίμνη "γύρισε". Μετά τον Οκτώβριο, η θερμοκρασία σε όλη την κατακόρυφη στήλη νερού είναι περίπου η ίδια κρύα θερμοκρασία, έως ότου λιώσει ο πάγος και ο ήλιος μπορεί να ζεστάνει ξανά την κορυφή της λίμνης.

Το φράγμα Cougar στον ποταμό McKenzie, Όρεγκον

Πίστωση: Μπομπ Χέιμς, Σώμα Μηχανικών του Στρατού των ΗΠΑ

Επιδράσεις θερμοκρασίας των λειτουργιών του φράγματος

Είμαι βέβαιος ότι τα ψάρια ζουν στον ποταμό McKenzie στο Όρεγκον για πολλές χιλιάδες χρόνια - πολύ πριν ζούσαν πολλοί άνθρωποι εκεί και σίγουρα πριν χτιστεί το φράγμα Cougar. Για αιώνες, τα ψάρια προσαρμόστηκαν να ζουν και να αναπαράγονται σε ένα ποτάμι με ορισμένα περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά που δεν άλλαζαν γρήγορα. Αλλά, μετά την κατασκευή του φράγματος Cougar, ένα πράγμα που άλλαξε για τα ψάρια ήταν τα πρότυπα θερμοκρασίας του νερού κάτω από το φράγμα σε ορισμένες περιόδους του έτους. Ο ποταμός McKenzie υποστηρίζει τον μεγαλύτερο εναπομείνασα άγριο πληθυσμό σολομού Chinook στην άνω λεκάνη του ποταμού Willamette και ο ποταμός South Fork McKenzie παρέχει καλό βιότοπο ωοτοκίας. Διαπιστώθηκε ότι το τροποποιημένο μοτίβο θερμοκρασίας κατάντη του φράγματος Cougar δημιούργησε προβλήματα όσον αφορά τον χρόνο μετανάστευσης, ωοτοκίας και εκκόλαψης αυγών για τα ψάρια. (Πηγή: Caissie, D., 2006, The θερμικό καθεστώς των ποταμών-Μια ανασκόπηση: Freshwater Biology, τ. 51, σ. 1389-1406)

Αυτή η επιζήμια περιβαλλοντική συνέπεια έγινε αντιληπτή στα μέσα της δεκαετίας του 2000 και για να αποκαταστήσει την καταλληλότητα αυτής της εμβέλειας για ωοτοκία σολομού, το Σώμα Μηχανικών Στρατού των ΗΠΑ πρόσθεσε ένα συγκρότημα συρόμενης πύλης στη δομή εισαγωγής στο φράγμα Cougar. Τα μοτίβα θερμοκρασίας του νερού κάτω από το φράγμα έχουν γίνει περισσότερο σαν φυσικά μοτίβα πρόσφατα, με αποτέλεσμα να είναι πολλοί χαμογελαστοί σολομοί. Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει τις διαφορές στα πρότυπα θερμοκρασίας για τοποθεσίες πάνω και κάτω από το φράγμα πριν γίνουν οποιεσδήποτε προσαρμογές για να διορθωθεί η κατάσταση.

Οι κατασχέσεις μπορούν να αλλάξουν τις φυσικές θερμοκρασίες ενός ποταμού

Αυτό το διάγραμμα συγκρίνει ένα μοντέλο θερμοκρασίας ενός έτους για τις περιοχές παρακολούθησης στον ποταμό South Fork McKenzie ανάντη και κατάντη του φράγματος Cougar. Η πρόθεση είναι να δείξει πώς, λόγω ορισμένων πτυχών κατασκευής του φράγματος, ότι οι εποχιακές θερμοκρασίες κάτω από το φράγμα μεταβλήθηκαν σημαντικά μετά τη λειτουργία του φράγματος. Τα αλλαγμένα πρότυπα θερμοκρασίας είχαν δυσμενείς επιπτώσεις στους πληθυσμούς των ψαριών κάτω από το φράγμα.

Η ανοιχτό γκρι γραμμή δείχνει, για την περιοχή ανάντη, ένα μοτίβο όπως θα περίμενε κανείς - οι θερμοκρασίες θερμαίνονται στα τέλη της άνοιξης και αυξάνονται το καλοκαίρι με το φθινόπωρο που φέρνει χαμηλότερες θερμοκρασίες. Εμφανίζει έναν κανονικό τύπο μοτίβου καμπύλης καμπάνας που ακολουθεί στενά τα εποχιακά πρότυπα θερμοκρασίας αέρα. Τα ψάρια που ζουν σε αυτήν την περιοχή του ποταμού θα ήταν προσαρμοσμένα σε αυτά τα κανονικά πρότυπα θερμοκρασίας.

Το φράγμα Cougar ελέγχει τη ροή και επηρεάζει πολύ τη θερμοκρασία στον ποταμό South Fork McKenzie κατάντη του φράγματος. Η δεξαμενή Cougar στρωματοποιείται θερμικά το καλοκαίρι, με πιο ζεστό, λιγότερο πυκνό νερό κοντά στην επιφάνεια και ψυχρότερο, πυκνότερο νερό στο κάτω μέρος. Ο ζεστός και ηλιόλουστος καλοκαιρινός καιρός του Δυτικού Όρεγκον προσθέτει επιπλέον θερμότητα στην επιφάνεια του ταμιευτήρα, σταθεροποιώντας τη διαστρωμάτωσή του όλο το καλοκαίρι. Επειδή το φράγμα κατασκευάστηκε με το κύριο σημείο απελευθέρωσής του σε σχετικά χαμηλό υψόμετρο, το φράγμα απελευθέρωσε ιστορικά σχετικά κρύο νερό από κοντά στον πυθμένα της δεξαμενής στα μέσα του καλοκαιριού. Καθώς η δεξαμενή απομακρύνθηκε το φθινόπωρο για να δημιουργηθεί χώρος για αποθήκευση κατά των πλημμυρών, η θερμότητα που απορροφήθηκε στο ανώτερο στρώμα της δεξαμενής το καλοκαίρι απελευθερώθηκε κατάντη. Ως αποτέλεσμα, το εποχιακό μοτίβο θερμοκρασίας (πιο σκούρα γραμμή στο διάγραμμα) κατάντη του φράγματος Cougar έως το 2001 ήταν αρκετά διαφορετικό από το πρότυπο ανάντη της δεξαμενής Cougar.

Αεροφωτογραφία του Beaver Valley Power Station στην Πενσυλβάνια, που δείχνει την εξάτμιση από τους μεγάλους πύργους ψύξης.

Οι σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας πρέπει να ψύχουν το χρησιμοποιημένο νερό τους

Ορισμένες βιομηχανίες πρέπει να ενδιαφέρονται πολύ για τη θερμοκρασία του νερού. Το καλύτερο παράδειγμα αυτού είναι το βιομηχανία θερμοηλεκτρικής ενέργειας που παράγει το μεγαλύτερο μέρος της ηλεκτρικής ενέργειας που χρησιμοποιεί το Έθνος. Μία από τις κύριες χρήσεις του νερού στη βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας είναι η ψύξη του εξοπλισμού παραγωγής ενέργειας. Το νερό που χρησιμοποιείται για το σκοπό αυτό ψύχει τον εξοπλισμό, αλλά ταυτόχρονα ο ζεστός εξοπλισμός θερμαίνει το νερό ψύξης. Το υπερβολικά ζεστό νερό δεν μπορεί να απελευθερωθεί ξανά στο περιβάλλον - τα ψάρια κατάντη από ένα εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που απελευθερώνουν το ζεστό νερό θα διαμαρτύρονταν. Άρα, το χρησιμοποιημένο νερό πρέπει πρώτα να κρυώσει. Ένας τρόπος για να γίνει αυτό είναι να χτίσετε πολύ μεγάλους πύργους ψύξης και να ψεκάσετε το νερό μέσα στους πύργους. Εξάτμιση εμφανίζεται και το νερό ψύχεται. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι μεγάλες εγκαταστάσεις παραγωγής ενέργειας βρίσκονται συχνά κοντά σε ποτάμια.

Θέλετε να δοκιμάσετε την τοπική ποιότητα του νερού σας;

Τα κιτ δοκιμών νερού διατίθενται από το World Water Monitoring Challenge (WWMC), ένα διεθνές πρόγραμμα εκπαίδευσης και προσέγγισης που ενισχύει την ευαισθητοποίηση και τη συμμετοχή του κοινού στην προστασία των υδάτινων πόρων σε όλο τον κόσμο. Δάσκαλοι και λάτρεις της επιστήμης του νερού: Θέλετε να είστε σε θέση να πραγματοποιήσετε βασικές δοκιμές ποιότητας νερού στα τοπικά νερά; Το WWMC προσφέρει φθηνά κιτ δοκιμών, ώστε να μπορείτε να εκτελέσετε τις δικές σας δοκιμές για θερμοκρασία, pH, θολότητα, και διαλυμένο οξυγόνο.


Δες το βίντεο: ΠΡΟΣΟΧΗ! 9 ψάρια που είναι καλύτερο ν αποφεύγετε Δείτε γιατί! (Φεβρουάριος 2023).