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2024-05-06 14:40 浏览:2

气候变化导致的水温升高如何影响鱼类的生物化学和生长

How warmer waters from climate change affect fish's biochemistry (and growth)

一项新的研究表明,比鱼所习惯的更温暖的水会成为一种侵略者,影响鱼体内的生化过程,迫使鱼停止生长,比在最佳栖息地条件下通常生长的体积更小。

在最近发表在《鱼类环境生物学》杂志上的一篇论文中,英属哥伦比亚大学“我们周围的海洋”倡议和卑尔根大学的研究人员解释了当鱼类生活的水域变热时,一种称为“蛋白质变性”的过程是如何加剧的。

当蛋白质作为生物体细胞和组织的基本组成部分,由于维持其复杂形状的薄弱环节被破坏而失去其原始结构时,蛋白质变性就发生了——这在大多数生物体中是一种常见的、自发的现象。

造成这种破坏的原因之一是热量,热量增加了细胞内水和蛋白质分子的运动,使它们相互碰撞,导致蛋白质失去形状。周围环境越温暖,受到的冲击就越强烈,失去形状的蛋白质就越多。这就是“变性”过程。

失去形状的蛋白质不能完成它们指定的任务,因此,需要重新合成,这样生物体才不会分崩离析。

“随着鱼类的生长,更多的蛋白质被变性。当变性和合成新蛋白质的速度相等时,它们就会停止生长,”该研究的主要作者、“我们周围的海洋”项目的首席研究员丹尼尔·保利博士说。“问题是,当它们周围的水比平时温暖时,产生新蛋白质的过程无法跟上由热量引起的加速变性的速度,所以鱼类别无选择,只能停止生长,这样两个过程才能相互平衡。”

蛋白质的再合成过程加速了鱼类的新陈代谢,因此,它们需要更多的氧气来维持身体机能。氧气是ATP和新蛋白质生成的关键。问题是温暖的海水含有较少的氧气。

保利说:“基本上,鱼类需要‘空气’来维持它们的身体机能,但氧气很少。”

除此之外,鱼还通过鱼鳃获得氧气,鱼鳃是为三维身体工作的二维表面。这意味着,一般来说,鳃不能跟上一个不断增长的3D身体。

保利说:“如果鱼鳃已经跟不上了,再加上温度更高、含氧量更低的水,再加上新陈代谢加快,鱼就必须保持体型较小才能生存。”“了解这一切对于想要了解气候变化对海洋和淡水生物多样性的不利影响的生物学家来说至关重要。”