Возвращение домой — это способность животного ориентироваться в направлении исходного местоположения, например, места размножения или территории добычи пищи. Лосось и гоночные голуби известны своей способностью возвращаться домой, но похожее поведение наблюдается у таких разных групп, как пчелы, лягушки, крысы и морские черепахи. Известно или предполагается, что возвращающиеся домой особи полагаются на ориентиры, магнитное поле Земли или рисунок поляризованного света на небе, чтобы найти дорогу обратно.
Другая группа, известная своей способностью к возвращению домой, — это обитающие в пещерах креветки-мизиды, также известные как креветки-опоссумы из-за сумок, в которых самки вынашивают своих личинок. Результаты предыдущих исследований показали, что мизиды могут использовать химические сигналы для навигации в подводных пещерах, так же как личинки кораллов и рыбы, обитающие в кораллах, могут различать здоровые и нарушенные рифы.
«Здесь мы впервые показали, что мизиды могут различать запахи, содержащиеся в воде, — так называемый химический морской пейзаж, — характерный для их родной пещеры, и запахи соседних пещер», — сказал ведущий автор нового исследования Тьерри Перес, директор по исследованиям CNRS на морской исследовательской станции Эндум во Франции. «Это убедительно свидетельствует о том, что эти характерные морские пейзажи помогают им снова найти свою родную пещеру, когда они возвращаются из своих ночных миграций».
Исследование было опубликовано в журнале Frontiers in Marine Science.
Перес и коллеги изучали вид мизид Hemimysis margalefi , который обитает в морских пещерах на северо-западе Средиземноморья. Он образует плотные стаи, в каждой пещере живут миллионы особей. Считается, что особи, как правило, остаются верны своим родным пещерам на протяжении всей своей жизни — от одного до двух лет. В сумерках они перемещаются на сотни метров в открытую воду, чтобы питаться водорослями, детритом и другим зоопланктоном. На рассвете они возвращаются в ту же пещеру, чтобы укрыться от хищников.
Водолазы взяли пробы морской воды из трех пещер в национальном парке Каланки у юга Франции, называемых «Фоконьер», «3PP» и «Жарр». Они находятся на глубине от 11 до 24 метров под водой и на расстоянии от 8 до 20 километров друг от друга.
Исследователи поймали сотни взрослых особей H. margalefi из пещер Фоконьер и Жарр. Для сравнения они также собрали особей другого мизида — неназванного вида из рода Leptomysis — который не обитает в пещерах, но обитает на мелководье около станции Эндум.
В каждом экспериментальном испытании они помещали одну креветку в начало Y-образного канала. Каждое ответвление было соединено с 10-литровым резервуаром, наполненным морской водой из одной из пещер. Эта вода вытекала из резервуаров в канал со скоростью 50 миллилитров в минуту, перенося любые водорастворимые метаболиты.
Таким образом, каждой креветке был предоставлен выбор между водными потоками, характерными для двух пещер, в то время как время, проведенное в рукаве, было показателем их предпочтений. Вода из пещеры 3PP всегда использовалась в качестве контроля. Между испытаниями канал опорожнялся и промывался контрольной водой, после чего резервуары менялись местами между рукавами.
Всего исследователи протестировали 286 особей, из которых 230 были H. margalefi и 56 были Leptomysis . Испытания проводились утром и днем, чтобы проверить влияние времени суток на предпочтения креветок – но это не имело никакого эффекта.
Результаты показали, что H. margalefi явно предпочитали воду из своей пещеры. Например, особи из пещеры Жарр провели в 16 раз больше времени в рукавах с водой Жарр, чем в рукавах с водой 3PP, тогда как особи из пещеры Фоконьер провели в три раза больше времени в рукавах с водой Фоконьер, чем в рукавах с водой 3PP.
Напротив, особи из пещеры Жарр не отдавали предпочтения воде Fauconnière по сравнению с 3PP, в то время как особи из пещеры Фоконьер не отдавали предпочтения воде Jarre по сравнению с 3PP. Аналогично, не обитающий в пещере Leptomysis никогда не отдавал предпочтения одному типу воды по сравнению с другим.
Исследователи использовали сверхвысокоэффективную жидкостную хроматографию в сочетании с масс-спектрометрией высокого разрешения (UHPLC-HR-MS) для выявления различий в метаболитах между пещерами. Эти результаты показали, что морской ландшафт в основном состоял из природных пептидов, жирных кислот, стероидов и алкалоидов, а также антропогенных загрязняющих веществ. Химическая сигнатура воды Jarre сильно отличалась от таковой воды Fauconnière, в то время как вода 3PP была промежуточной между ними.
Исследователи выдвинули гипотезу, что неподвижные организмы, такие как губки, в изобилии встречающиеся в этих пещерах и, как известно, вырабатывающие множество специализированных метаболитов, вносят основной вклад в формирование местного морского ландшафта.
«Мы знаем, что доступность пищи в экосистемах морских пещер во многом зависит от ежедневных миграций зоопланктона, такого как мизиды. Наши результаты показывают, что любое изменение качества воды или сидячей фауны внутри пещер может изменить их химический морской ландшафт, что, вероятно, негативно скажется на функционировании всей экосистемы», — сказал Перес. «Это вызывает беспокойство, поскольку из-за глобальных изменений массовая гибель губок и кораллов становится все более частым явлением. В настоящее время мы продолжаем изучать наши результаты, пытаясь сопоставить химические морские ландшафты из разных пещер с биоразнообразием обитающих в них сидячих организмов, уделяя особое внимание роли метаболитов губок и кораллов».
