Как лососи запоминают запах воды и используют его при возвращении

Тихоокеанские лососи могут узнавать воду по запаху, запомненному в молодости. Опыты с кижучем, горбушей и кетой позволяют отдельно обсудить выбор участка, сроки запоминания и работу обонятельной системы.

Как проверили выбор ручья у кижуча

В исследовании 1976 года молодых кижучей полтора месяца знакомили с одним из двух выбранных пахучих веществ. Затем рыб выпустили в озеро Мичиган. Спустя восемнадцать месяцев, при нерестовом возвращении, эти вещества подавали в разные ручьи и учитывали, куда прибывали рыбы каждой группы.

Большинство рыб, познакомившихся с первым веществом, поймали в ручье с соответствующим запахом. Второе вещество давало сходное соответствие. Исследователи следили также за семнадцатью другими местами. Это связывало выбор участка с прежним знакомством с химическим сигналом, а не просто с наличием любого запаха.

Опыт был полевым, но запахи задавали специально. Он показал способность кижуча сохранять информацию и использовать её при возвращении. Вместе с тем искусственное вещество не является копией естественного состава воды.

Важно и место проверки: рыбы жили после выпуска в озере. По этому результату нельзя восстановить весь маршрут лосося через открытый океан. Работа отвечает прежде всего на вопрос, может ли прежний химический опыт повлиять на выбор ручья при позднейшем нерестовом перемещении.

Когда горбуша может запомнить химический сигнал

Работа 2016 года проверяла ранний период жизни горбуши. Молодых рыб знакомили с выбранным пахучим веществом после выхода из икры, пока они сохраняли запас питания в желточном мешке. Контрольную группу выращивали без такого добавления. Рыб оставили расти до взрослого состояния.

Позднее поведение сравнивали в камере с двумя ответвлениями. В одно поступала вода с прежним веществом, в другое — без него. Сторону подачи меняли между днями испытаний. Учитывали время в каждом ответвлении и пересечения поступающего водного потока, чтобы оценить реакцию на знакомый сигнал.

Знакомые с веществом взрослые горбуши проводили больше времени в соответствующем ответвлении и чаще пересекали его поток. Контрольные рыбы такого предпочтения не показали. Результаты поддерживают возможность запоминания ещё до полного расходования желточного запаса.

Выборка небольшая. Поведение проверяли в камере, без наблюдения полного возвращения каждой рыбы к природному месту нереста. Авторы указывали, что более крупная выборка поможет точнее оценить результат. Сроки запоминания также следует обсуждать с учётом жизненного цикла конкретного вида.

Что добавили наблюдения за кетой

Другое исследование 2016 года рассматривало гормоны и работу нервной системы кеты. Учёные сравнивали молодь при движении вниз по реке и взрослых рыб во время возвращения. Измеряли активность определённых генов, связанных с гормональной регуляцией и нервными рецепторами, а также электрический ответ обонятельной поверхности на воду.

После гормонального воздействия у молодых рыб усиливалась активность изучаемого гена нервного рецептора. У взрослых самцов воздействие другим гормональным сигналом меняло ответ обонятельной системы на речную воду. Среди рыб известного происхождения обнаружили различение воды родной реки.

Авторы предложили, что гормональная регуляция может участвовать и в формировании обонятельной памяти, и в её использовании при возвращении. Однако изменение активности гена само по себе не является записью конкретного запаха. Электрический ответ обонятельной поверхности тоже отличается от наблюдения выбранного маршрута.

Поэтому эти данные дополняют поведенческие опыты, сохраняя собственные пределы. Они помогают искать физиологические связи, но не означают, что один гормон полностью объясняет память, узнавание воды и все этапы миграции лососёвых.

Что видно на иллюстрации

На иллюстрации показан серебристый кижуч с тёмной спиной и небольшими пятнами на верхней части хвоста. Рыба плывёт над каменистым дном. Такой наружный вид не сообщает, какой запах она запомнила, откуда пришла или куда направляется для нереста.