By: Dana Sackett
Na pierwszy rzut oka wydaje się, że ryby nie mają uszu, ale to nie znaczy, że nie słyszą. Podczas gdy w głowie ryby zazwyczaj nie ma otworów, przez które mógłby przedostać się dźwięk, mają one uszy wewnętrzne, które odbierają dźwięk poprzez ich ciało. W rzeczywistości, wiele ryb polega na swoich uszach, aby znaleźć siedlisko i kolegów, jak również tarło, pływać i unikać drapieżników. Ma to sens, jeśli weźmiemy pod uwagę, że transmisja dźwięku w wodzie jest około 4 razy szybsza niż w powietrzu, co pozwala rybom komunikować się za pomocą dźwięku szybko i na stosunkowo duże odległości.
Pomimo szybkiego przenoszenia dźwięku w wodzie, nie wszystkie ryby mają godny uwagi słuch. Rzeczywiście zdolność ryb do słyszenia dźwięków różni się drastycznie w zależności od budowy ucha wewnętrznego. Ryby, które mają połączenie między uchem wewnętrznym a wypełnioną gazem jamą, na przykład, generalnie mają lepszy słuch niż inne ryby. Ryby zazwyczaj słyszą najlepiej w zakresie 30-1000 Hz, przy czym niektóre gatunki mogą wykryć do 5000 Hz, a inne bardzo wyjątkowe gatunki są wrażliwe na infradźwięki lub ultradźwięki (dla porównania, ludzie zazwyczaj słyszą od 20 do 20 000 Hz, choć są najbardziej wrażliwi na dźwięki przenoszone przez wodę od około 400 do 2000 Hz).
Jednym z przykładów, w jaki sposób ryby wykorzystują dźwięk, jest przyciąganie i odnajdywanie kolegów. Samce ryb średnich, na przykład, śpiewają, aby przyciągnąć samice; serenading samice przyjść z daleka, aby upuścić swoje jaja w gnieździe samca. Tajemniczo, tylko płodne samice reagują na te piosenki. Naukowcy zasugerowali, że powodem, dla którego tylko płodne samice reagują jest zwiększona ilość estrogenu (którego płodne samice mają pod dostatkiem). Te wyższe poziomy estrogenu zostały zaobserwowane w celu zwiększenia zdolności samicy do słyszenia wysokiej częstotliwości pieśni godowych samców. Rzeczywiście, to badanie było jednym z pierwszych, aby zasugerować powód, dla którego wiele kręgowców, nawet ludzie, mają receptory estrogenów w uszach.
Inny przykład tego, jak ryby wykorzystują dźwięk, pochodzi z badania, w którym wykorzystano dźwięki nagrane z różnych typów siedlisk, aby sprawdzić, jak zareagowały na nie młode ryby. Stwierdzono, że młode ryby używały dźwięków z poszczególnych siedlisk do orientacji i kierowania nocnych ruchów do pożądanych siedlisk rafy. Jest to ważny wynik, ponieważ zakłócenia tych dźwiękowych wskazówek mogłyby zahamować nocne migracje młodych ryb do tych bardziej ochronnych siedlisk rafowych.
Wiedząc, jak istotną rolę może odgrywać dźwięk w przetrwaniu i rozrodzie niektórych ryb, można sobie wyobrazić, jak zmiana zdolności słyszenia ryb może mieć znaczący wpływ na te ryby. Istnieje wiele czynników, które wpływają na słuch ryb. Jednym z oczywistych przykładów jest po prostu hałas. Hałas w naszych środowiskach wodnych zmienił się w ciągu ostatniego stulecia, ponieważ coraz więcej osób korzysta z łodzi motorowych w obszarach przybrzeżnych, a także w związku ze zwiększonym rozwojem wybrzeża, poszukiwaniem ropy naftowej i gazu oraz żeglugą. Wystarczy usiąść w łodzi z pracującym silnikiem, aby wyobrazić sobie, jak mogą czuć się ryby w obszarze o dużym natężeniu ruchu łodzi. Ale jak to wpływa na te ryby i ich prawdopodobieństwo rozmnażania i przetrwania. Obecna odpowiedź brzmi, że tak naprawdę nie wiemy.
Innym czynnikiem, który może wpływać na słuch ryb jest zakwaszenie oceanów. Tempo, w jakim dwutlenek węgla (CO2) jest pobierany przez ocean wzrasta wraz ze wzrostem jego stężenia w naszej atmosferze, co skutkuje bardziej kwaśnym oceanem. Wynikające z tego obniżenie pH może zmniejszyć zwapnienie organizmów morskich. Jest to potencjalny problem dla słuchu ryb, który opiera się na strukturze węglanu wapnia w uchu wewnętrznym (zwanej otolitem). Podczas gdy poprzedni artykuł Fisheries Blog podkreślił badanie, w którym otolit młodocianych bassów morskich był większy niż mniejszy z powodu zakwaszenia (zobacz dlaczego tutaj), badanie to nie oceniło, jak te zmiany wpłyną na słuch ryb. Inne badanie z University of Miami wykazało podobne wyniki dla Cobia, dużej ryby tropikalnej, i zasugerowało, że zakwaszenie może poprawić ich słuch. Jednak w innym badaniu oceniano, jak warunki wzbogacone w CO2 wpływają na słuch młodych błazenków na dzienny hałas rafy, wykazując, że warunki wzbogacone w CO2 obniżają zdolność ryb do słyszenia i reagowania na drapieżne odgłosy rafy. Wynik ten może mieć szkodliwy wpływ na przeżywalność tych młodych osobników.
Niespodziewanie, inny wpływ na słuch ryb może mieć hodowla ryb. Otolity normalnie składają się z aragonitu (stabilny minerał węglanu wapnia) z rzadkim występowaniem vateritu (mniej stabilna forma węglanu wapnia) w dzikich rybach. Jednakże u ryb hodowanych w wylęgarniach stwierdzono do 10 razy większe prawdopodobieństwo występowania otolitów vaterytowych niż u ich dzikich odpowiedników, a także sugeruje się, że w wyniku tego doszło u nich do utraty słuchu. Przyczyna tego zjawiska jest nadal nieznana, ale jest istotnym czynnikiem w programach zarybiania opartych na rybach wyhodowanych w niewoli.
Istnieje wiele czynników, poza wymienionymi tutaj, które mogą wpływać na słuch ryb i powodować potencjalnie szkodliwy wpływ na te ryby, które polegają na swoich uszach, aby przetrwać i rozmnażać się. W przypadku wielu z tych czynników, dopiero zaczynamy rozumieć w jaki sposób lub zdawać sobie sprawę, że działalność człowieka może zakłócać słuch ryb. Ważne jest, abyśmy zrozumieli jak działalność człowieka, zarówno w oczywisty jak i nieoczekiwany sposób, wpływa na zdolność ryb do reprodukcji i przetrwania, aby utrzymać zdrowe łowiska, jak również chronić nasze ekosystemy wodne.
Referencje i inne materiały do czytania:
Bass AH. 2016. Słuch i hormony: składanie hołdu podejściu porównawczemu. In: Hearing and hormones Eds: Bass AH, Sisneros JA, Popper AN, Fay RR. Springer Handbook of Auditory Research. Springer International Publishing Switzerland. 57. DOI: 10.1007/978-3-319-26597-1_1
Bignami S, Enochs I, Manzello D, Sponaugle S, Cowen RK. 2013. Ocean acidification alters the otoliths of a pan-tropical fish species with implications for sensory function. Proceedings of the National Academy of Sciences USA. doi:10.1073/pnas.1301365110
Popper AN, Fay RR. Rethinking sound detection by fishes. Hearing research 273:25-36.
Radford CA, Stanley JA, Simpson SD, Jeffs AG. 2011. Juvenile coral reef fish use sound to locate habitats. Coral Reefs. 30:295-305.
Reimer T, Dempster T, Warren-Myers F, Jensen AJ, Swearer SE. 2016. High prevalence of vaterite in sagittal otoliths causes hearing impairment in farmed fish. Nature.com: Scientific Reports DOI: 10.1038/srep25249
Simpson SD, Munday PL, Wittenrich ML, Manassa R, Dixson DL, Gagliano M, Yan HY. 2011. Ocean acidification erodes crucial auditory behavior in marine fish. Biology Letters. 7:917-920.
Slabbekoorn H, Bouton N, van Opzeeland I, Coers A, ten Cate C, Popper AN. 2010. A noisy spring: the impact of globally rising underwater sound levels on fish. Trends in Ecology and Evolution 25:419-427.
http://sciencenetlinks.com/science-news/science-updates/fish-ears/
http://www.dosits.org/science/soundmovement/speedofsound/
http://www.newsweek.com/half-all-farmed-fish-have-hearing-loss-thanks-deformed-ear-bones-453230