ОСТАННІЙ ПОДКАСТ
Підписуйся на найнауковішу розсилку!
І отримуй щотижневі новини науки і технологій

    Ми під'їдаємо крихти cookies за вами. Навіщо це нам?

    Читати

    Пардон за відволікалочку. Допоможи Куншт бути незалежним!

    Пардон за відволікалочку. Допоможи Куншт бути незалежним!

    Повідомлення успішно надіслано

    Для пошуку
    введіть назву запису
    Біологія — 31.08.21
    ТЕКСТ: Олена Козар
    Ілюстрації: Каталіна Маєвська
    Ми любимо тексти без помилок. Якщо ви все ж таки щось знайшли, виділіть фрагмент і натисніть
    Ctrl+Enter.
    Вугрів не розведеш: загадкові риби з Саргасового моря

    Тридцятого червня 1930 року теплим літнім пообіддям на пристані Копенгаґена зібрався великий натовп. Журналісти, державні представники та випадкові перехожі чекали на повернення пароплава «Дана» з дворічного навколосвітнього плавання. Нарешті корабель увійшов у данську гавань та причалив під привітальні вигуки глядачів. Репортери місцевої газети «Politiken» першими дісталися лідера експедиції, професора Йоганнеса Шмідта, й одразу запитали його, які результати плавання він вважає найвидатнішими. «Мені складно щось стверджувати зараз, адже потрібно спершу розібрати всі матеріали та здобутки експедиції, – сказав Шмідт. – Проте мені здається, що нам таки вдалося розв’язати “питання вугрів”»1.         

     

    Два минулі сторіччя відзначились видатними відкриттями у сфері біології. Луї Пастер разом із Робертом Кохом заклали основи мікробіології та імунології, Чарльз Дарвін сформулював теорію еволюції та природного добору, Ґреґор Мендель досліджував закони генетики. На мапі природничих наук лишалось дедалі менше білих плям, але деякі загадки все ще бентежили вчених. За словами сучасників, у 1874 році, доживаючи свої останні дні, німецький зоолог та анатом Макс Шульц сказав: «Ми відповіли на всі важливі питання, крім питання вугрів».

    Хто вони такі?

     

    Історія вугрів почалася понад 50 мільйонів років тому2. За різними даними наразі існує від 16 до 19 родин та від 400 до 800 окремих видів вугрів3. Найбільш поширеним у світі вугром є мурена, але люди найчастіше стикаються з прісноводними вуграми з родини Anguillidae. Вона налічує 20 видів риб, серед яких є європейський вугор (Anguilla anguilla), американський вугор (Anguilla rostrata), японський вугор (Anguilla japonica) та інші. З давніх часів люди смажили, коптили та маринували прісноводних вугрів, і саме їх в Японії називають «унагі». Вугрів з родини Anguillidae не можна вживати сирими, адже їхня кров містить смертельний нейротоксин, який при потраплянні в організм людини викликає майже миттєву смерть.

     

    Тривалість життя прісноводних вугрів становить близько 10–15 років, але може сягати й 80 років. Рекорд довголіття приписують вугрові Оле зі шведського містечка Брантевік, який начебто прожив 155 років, ставши свідком двох світових війн та спочивши у 2014 році4

     

    Вугор – нічна риба. Вдень він переважно ховається у мулистих низинах річок, а вночі випливає на полювання. Харчування вугрів різноманітне. Вони споживають все, що можуть знайти, — від маленької риби та молюсків до інших вугрів. Іноді вони виповзають на сушу і харчуються зеленим горошком, який насаджують фермери у Франції, або ж консервованою скумбрією та собачим харчем, який лишають для них туристи в Новій Зеландії. Через їхню здатність пересуватися сушею, вугрів довго вважали плазунами5

     

    Вони належать до катадромних видів риб, тобто проводять життя у прісних водах – озерах та річках, – а розмножуватися вирушають до океанів. Саме розмноження вугрів так довго хвилювало вчених. Адже нікому не вдавалося побачити ані їхнього спарювання, ані процесу відкладання ікри. Ба більше, репродуктивних органів у вугрів теж не знаходили. То звідки вони взялися?

    Загадка вугрів довжиною в століття

     

    Від Давньої Греції до доби Просвітництва вчені, філософи та прості фермери намагалися зрозуміти, звідки беруться ці риби. За свою довгу історію загадка існування вугрів обросла міфами та легендами6. Єгиптяни вважали, що вугор народжується, коли сонце достатньо прогріває води Нілу. Пліній Старший гадав, що юні риби з’являються, коли дорослі особини труться об каміння та лишають на них часточки своєї шкіри. У фермерів та селян були свої пояснення загадки вугрів. Англійці вірили, що вони виникають тоді, коли волосся з кінських хвостів падає у річку. Індійці маорі з Нової Зеландії, які вважають вугрів своїм taonga (культурним скарбом) та розводять їх у священних ставках, також мають легенду про походження цих риб. Мовляв, мільйони років тому гігантський вугор налякав дружин напівбога Мауї, і той у покарання розрізав його на дві частини: одну кинув у солону воду, а іншу – у прісну. 

     

    Свою думку щодо вугрів мав і Арістотель. Він сформулював теорію спонтанного розмноження, згідно з якою деякі види тварин з’являються самі по собі: муха – з гною, черепаха – із вкритих мушлями човнів, а вугор – з річкового мулу. Теорія спонтанного розмноження лишалась актуальною впродовж багатьох сторіч, аж до епохи Просвітництва, коли вчені почали шукати інші пояснення. У вісімнадцятому сторіччі в Італії протягом 40 років було спіймано близько 152 мільйонів дорослих вугрів, і в жодного не було знайдено ані репродуктивних органів, ані яєць7. Якщо це не спонтанне розмноження, казали прибічники Арістотеля, то що?

     

    Перші відповіді на «питання вугрів» почали формуватись у 1870-х роках, коли молодий Зиґмунд Фройд вступив до Віденського університету. Почавши вивчати медицину під керівництвом дарвініста Карла Клауса, Фройд переїхав до Трієсту, маленького портового містечка в Італії, і взявся досліджувати вугрів8. Впродовж місяця Фройд прокидався на світанку, йшов до місцевих рибалок і купляв вугрів. Далі у своїй лабораторії він знову і знову розтинав туші риб у пошуках репродуктивних органів. Коли рахунок вугрів перевалив за чотири сотні, Фройд нарешті знайшов те, що шукав, – статеві залози у животі одного з самців. Його досліди репродуктивної системи вугрів стали першою опублікованою працею майбутнього психіатра. 

     

    Двадцять років по тому Джан-Баттіста Ґрассі, професор анатомії з Риму, розглядав крихітні прозорі створіння. Це були лептоцефали, які довго вважалися окремим видом риб, аж поки не почали трансформуватися на очах Ґрассі. Вони перетворились на маленьких прозорих вугрів і дозволили Ґрассі довести, що дорослі особини розвиваються з личинок. Отже, вчені вже знали, що ці риби мають статеві органи та відкладають личинки9. Наступним кроком було пов’язати ці події в один життєвий цикл. 

     

    Цим зайнявся морський біолог Йоганнес Шмідт. У 1904 році він вирушив у наукову експедицію на борту данського корабля «Тор»7. Об’єктами його дослідів були тріска та оселедець. Однак коли у рибальські сіті вчених випадково потрапили лептоцефали, Шмідт прийняв доленосне для своєї кар’єри рішення. Він вирішив відшукати місце розмноження вугрів і з’ясувати, як лептоцефали потрапляють у ріки Данії. Заручившись підтримкою данської компанії «Карлсберґ», яка в ті часи спонсорувала морські експедиції, Шмідт вирушив у подорож. Протягом 18 років, попри кораблетрощі та Першу світову війну, він плавав Атлантичним океаном та наносив на карту дані про вугрів. Він помітив: що далі корабель відходив від узбережжя Європи, то менші личинки траплялись у сітках вчених. Врешті-решт, у 1922 році Шмідт знайшов осередок найменших личинок – Саргасове море, яке й назвав місцем розмноження вугрів. 

     

    Саргасове море розташоване у центрі Північного Атлантичного океану. Це єдине море у світі, яке не має берегів, – його акваторію формують течії. Здавалося б, ідеальна відповідь на «питання вугрів» – загадкове море для загадкових істот. Однак Ґрассі не погоджувався з цією гіпотезою, адже йому вдавалося знаходити лептоцефалів біля берегів Сицилії і він вважав, що місце нересту вугрів має бути десь поруч. Британський зоолог Деніс Такер також заперечував теорію Саргасового моря10. На його думку, риби з Європи не змогли б подолати таку довгу відстань. Щодо Саргасового моря, стверджував Такер, воно є місцем розмноження лише одного виду вугрів — Anguilla rostrata, американських вугрів. Деякі з їхніх личинок допливають і до Європи та називаються європейськими вуграми, хоча мали б зватися ехофенотипами своїх американських родичів. 

     

    Згодом теорію Такера було спростовано. ДНК-тести показали, що американський та європейський вугор є окремими видами11. А роки досліджень Саргасового моря довели, що Шмідт мав рацію. Об’єднана експедиція данських, німецьких та американських вчених 2014 року знайшла понад 400 лептоцефалів європейського вугра завдовжки не більше ніж 7 міліметрів у водах Саргасового моря12. Такий крихітний розмір личинок свідчить про те, що вони щойно вилупились, а отже, місцем розмноження європейських вугрів справді є Саргасове море. 

     

    Після свого тріумфального відкриття 1922 року Шмідт продовжив вивчати вугрів по всьому світі на борту пароплаву «Дана». Він хотів відшукати місце нересту японських вугрів, проте це вдалося біологу Кацумі Цукамото лише у 1991 році. Його експедиція встановила, що вони розмножуються у Північній екваторіальній течії на захід від Маріанських островів, в акваторії Тихого океану13. Щодо інших вугрів, як-от новозеландських, їхні місця нересту залишаються невідомими. 

    Питання вугрів розв’язане. Майже

     

    Життєвий цикл прісноводних вугрів, що починається та закінчується в океанських водах, складається з чотирьох етапів14.

     

    На першому етапі лептоцефали потрапляють до океанських течій (наприклад, Гольфстріму), які несуть їх в напрямку суші. Вони харчуються так званим «морським снігом». Це суміш органічних частинок мертвих тварин, фітопланктону, відходів та пилу, яка «падає» з поверхні води у глибини. 

     

    На другому етапі лептоцефали перетворюються на прозорих вугрів. Завдовжки близько п’яти сантиметрів, прозорі вугри можуть вижити у прісних берегових водах. Їхні нирки збільшуються вдвічі, щоб збирати більше солі та підтримувати рівень солоності їхньої крові. Вони починають харчуватися всім, що можуть знайти: двостулковими молюсками, багатощетинковими червами, ракоподібними тощо15. Так риби поступово набувають кольору, переходячи на наступний етап свого життя.

     

    На третьому етапі вугор стає жовтувато-брунатним та остаточно оселяється у прісних водах. Самки вугрів переважно мешкають у річках, а самці — у більш солоних лиманах. У цей час їхня довжина може сягати двох метрів. 

     

    На останньому етапі життя вони набувають чорного кольору, їхні очі збільшуються вдвічі. Але найголовніше, органи травної системи вугрів зникають, а замість них з’являються репродуктивні органи. Перед цією метаморфозою риби накопичують жир впродовж 5–25 років залежно від місця їхнього харчування та статі. Вчені вважають, що самці вугрів витрачають менше енергії на виробництво сперми, тому можуть почати трансформацію, досягнувши 25–40 сантиметрів у довжину16. Натомість самиці вирушають у свою останню подорож, лише досягнувши 40–100 сантиметрів у довжину. Запаси жиру в м’язах обох статей напередодні міграції коливаються у діапазоні від 13% до 25%. Дослідження нідерландських вчених на чолі з Вінсентом ван Гіннекеном17 показали, що досягнення статевої зрілості вугрів супроводжується підвищенням тиреоїдних гормонів ТТ3 і ТТ4, тестостерону, естрадіолу, а також кортизолу. На думку морських біологів Неда Пенхьорста та Пітера Соренсена18, підвищення рівня кортизолу також спричиняє суттєве зменшення та послаблення м’язів і тканин травного тракту вугрів. Інакше кажучи, дорослі сріблясті вугри здійснюють свою подорож до Саргасового моря натщесерце. Там, відклавши ікру, вони гинуть. Попри численні спроби, вченим досі так і не вдалося побачити процес спарювання вугрів у відкритих водах. 

     

    Подорож європейських вугрів до Саргасового моря є однією з найбільш тривалих міграцій у природі. Адже, залежно від їхнього початкового місцеперебування, цим мандрівникам доводиться проплисти від 5 000 до 10 000 кілометрів. За даними європейських вчених на чолі з морським біологом Девідом Райтом, вугор витрачає на це від 80 до 170 днів19. Наразі вважається2, що мільйони років тому міграція вугрів не була такою тривалою, адже відстань між європейським континентом та Америкою була значно меншою. Проте чому вони й досі пливуть саме до Саргасового моря та як потім обирають місце для життя – це питання, які все ще потребують відповідей. 

    Зникнення і перспективи відновлення

     

    За даними20 Європейської комісії, за останні 20 років кількість вугрів постійно скорочувалась, сягнувши тривожних показників – 1% від історичного розміру популяції. Завдяки регуляторним діям ЄС цей процес вдалося загальмувати, проте європейські та японські види все ще перебувають під критичною загрозою зникнення. Прісноводний вугор відомий своєю здатністю адаптуватися до майже будь-яких змін у харчуванні, солоності води, насиченні киснем та температурі. Але є певні фактори, які стають дедалі критичнішими для існування. 

     

    По-перше, це руйнування природних середовищ та будівництво дамб, які перегороджують шляхи міграції вугрів. Ці фактори призвели до втрати 50% середовищ проживання європейських вугрів та 75% середовищ японських вугрів. По-друге, міжнародна торгівля призвела до розповсюдження раніше не відомих паразитів, які вбивають вугрів. Наприклад, у 1970-х роках популяція європейських вугрів постраждала від паразита A. crassus, якого випадково завезли торгівці унагі. По-третє, на міграцію вугрів та лептоцефалів впливають зміни клімату. Через зростання температури води та зміни напрямів течій складний шлях вугрів до Саргасового моря і назад стає ще складнішим.

     

    Проте однією з найбільших проблем є те, що вони не здатні до розмноження у неволі, тоді як попит на цю рибу в Японії та Америці залишається стабільно високим. Комерційні вугрові ферми поширені по всьому світі, але вони не вирощують вугрів з личинок — вони купують прозорих вугрів та відгодовують їх до етапу перетворення на величезних жовтих вугрів. Щоб лишити потомство, ці риби, вочевидь, потребують багатокілометрового запливу до океанських глибин. 

     

    У 2010 році данським вченим на чолі із Йоною Томкевич вперше вдалося вивести вугрів у лабораторних умовах21. Вони використовували гормональну терапію, щоб спровокувати овуляцію у самиць, а потім вигодовували лептоцефалів спеціальною сумішшю, яка за складом була наближена до океанського «морського снігу». Цей процес — клопіткий та дорогий. Але в майбутньому розвиток штучного розведення вугрів може допомогти збереженню дикої популяції.     

     

    Народ маорі називає вугрів «мореху», тобто «ті, хто залишаються живими». Вони вірять, що ті плаватимуть водами нашої планети до закінчення часів. Проте сучасні виклики поставили популяцію цієї дивовижної істоти під загрозу. Тимчасові заборони на вилов та розвиток штучного розведення дають надію на відновлення кількості прісноводних вугрів. А отже, ми ще маємо час, щоб знайти відповіді на всі «питання вугрів».    

    ТЕКСТ: Олена Козар
    Ілюстрації: Каталіна Маєвська
    Статті
    Медицина
    Невидимий ворог на нашій землі: чому варто зробити щеплення від правця

    За останні декілька місяців українці навчились остерігатись багатьох речей: ракет, мін, російської музики та ютубу, але ми все ще забуваємо про невидимого ворога у нашій землі. Неприємно познайомитись – Clostridium tetani, збудник правця.

    Промо
    Проєкт інтелект. Воєнний сезон. Епізод 5: NFT та Україна

    Чи можна написати «Проєкт інтелект» на гривні й продати за мільйони доларів як NFT?

    Людина
    Від батька до сина: що таке генеалогія і як досліджувати свій рід

    Що таке ДНК-генеалогія і як далеко кожний з нас може просунутися у вивченні свого роду?

    Наука
    Екологічно чиста отрута: уривок з книжки «Зоологічна екскурсія супермаркетом»

    Чому краще утриматися від «дикого» промислу морепродуктів, особливо у водоймах, де цвіте вода?

    Наука
    Передумови приходу диктаторів до влади: Італія, Німеччина, РФ

    Що стало передумовами приходу диктаторів до влади на прикладі фашистської Італії, нацистської Німеччини та путінської росії? Розповідає співавтор і ведучий каналу «Історія Без Міфів» Владлен Мараєв.

    Людина
    Як кожен з нас може подякувати військовим і допомогти їм з адаптацією

    Як змінюється світосприйняття військових і що ми можемо зробити, аби висловити їм вдячність і допомогти в адаптації до мирного життя?