Кіріспе

Паразиттік лампрея (Petromyzon marinus) Солтүстік жарты шарда табиғи түрде қоныстанған.

Теңіз лампреясы (Petromyzon marinus) – Солтүстік жарты шарда табиғи түрде қоныстанған паразиттік лампрея. Оны кейде "вампир балық" деп те атайды. Өзінің табиғи ортасында теңіз лампреясы өз иелерімен бірге эволюциялап дамыған, ал иелері теңіз лампреясына төзімділік қабілетін дамытқан. 1825 жылы Эри каналы және 1919 жылы Велланд каналы арқылы Ұлы көлдер аймағына әкелінген болуы мүмкін, онда ол көл форелі, көл ақ балығы, шабақ және көл сельді сияқты жергілікті балықтарға шабуыл жасаған. Теңіз лампреялары Ұлы көлдер аймағында зиянкес саналады, себебі әрбір жеке дарақ 12–18 айлық жемтену кезеңінде 40 фунт салмақтағы балықты өлтіре алады.

Сипаттама

Теңіз жаңбырлысы - бақа тәрізді денелі, жұп қанаттары жоқ жануар. Оның аузы жақсыз, дөңгелек және сорғыш тәрізді, ал басынан кең немесе одан да кең; өткір тістері көптеген концентрлі шеңбер қатарларына орналасқан. Көздің артында жеті желбезтек немесе қабықтың саңылаулары бар. Теңіз жаңбырлысының денесінің жоны мен бүйір бөлігі зәйтүн немесе қоңыр сары түсті, қара дақтармен араласқан, ал құрсағы ақшыл. Ересектердің ұзындығы және дене салмағы t дейін жетеді. Солтүстік Америкада олар АҚШ-тағы Коннектикут өзенінің алабында, Нью-Йорк және Вермонт штаттарындағы ішкі Фингер көлдері мен Шамплейн көлінде кездеседі. Еуропадағы теңіз жаңбырлысының ең ірі популяциясы Еуропаның оңтүстік-батыс аймақтарында орналасқан (Португалияның солтүстік-орталық бөлігі, Испанияның солтүстік-солтүстік-батысы және Францияның батыс-оңтүстік-батысы). Бұл елдер сонымен қатар осы түрдің негізгі балық аулауын қамтамасыз етеді.

Экология

Теңіз шампиондары анадромалық – өмір салған ортасы теңіз немесе көл болса, шаруашылық үшін өзенге көшіп барады. Аналықтары еркектер салған ұяларға көптеген жұмыртқа салады. Шаруашылықтан кейін ересек шампиондар өледі. Личинкалар шаруашылық жерлерінен төмен ағыстағы тыныш судың құмды-балшықты түбіне көміліп, планктон және шөгінділермен қоректенеді. Кейбір шампиондар теңізге көшіп барар алдында өзенде қан соруға бастайды. Теңізде теңіз шампиондары түрлі балықтармен қоректенеді. Шампион балықтың терісіне сорғыш аузымен жабысып, өткір тілі мен кератин тістерімен тінді алып тастайды. Шампионның аузындағы лампредин деп аталатын сұйықтық, балықтың қанын ұюдан сақтайды. Жәбірленген балықтар көбінесе қан кетуден немесе инфекциядан өледі. Бір жыл бойы қан сорғаннан кейін шампиондар шаруашылық үшін өзенге қайта оралып, метаморфоз аяқталғаннан бір жарым жыл өткен соң өледі. Еуропаның кейбір аймақтарында шампиондар деликатес саналады және Франция, Испания және Португалияда маусымдық түрде қолжетімді. Финляндияда олар тұздалған күйінде беріледі.

Физиологиясы

Теңіз жаңбырлары тіршілік әрекетінің тұщы және тұзды су арасында ауыспалы болатындығына байланысты, тұздылықтың кең ауқымына төзімді. Жалғақтың бетіндегі жасушалық мембраналар иондық реттелуге маңызды үлес қосады. Мембрана құрамының өзгеруі мембрана арқылы әртүрлі иондардың қозғалысына әсер етеді, мембрананың ортасын өзгерту үшін компоненттердің мөлшерін өзгертеді. Амукоеттер деп аталатын дернәсілдер мұхитқа қарай жылжығанда, қаныққан май қышқылдары (SFA) мен полиқанықпаған май қышқылдары (PUFA) арақатынасы жаңқада SFA-ның үлесінің артуына қарай өзгереді, себебі олар мембрананың сұйықтығына әсер етеді, ал SFA деңгейінің жоғарылауы PUFA-ға қарағанда өткізгіштіктің төмендеуіне алып келеді. Лампрей дернәсілдерінің тұздылыққа төзімділігі салыстырмалы түрде тар, бірақ тіршілік кезеңінің соңғы сатыларына жеткенде тұздылық концентрациясының кең ауқымына төзуге қабілетті болады. Na/K АТФазаның қатаң реттелуі және H АТФазаның экспрессиясының жалпы төмендеуі тұздылығы жоғары аймақтарға көшкенде жаңбырдың ішкі сұйықтық және иондық тепе-теңдігін сақтауға көмектеседі. Лампрейлер де қышқылдық-негіздік гомеостазды сақтайды. Қышқылдардың жоғары деңгейіне ұшырағанда, олар басқа тұзды су балықтарына қарағанда артық қышқылдарды жоғары жылдамдықпен және қысқа мерзімде шығара алады, иондардың көп бөлігі жаңқа бетінде тасымалданады. Теңіз жаңбырлары басқа балықтарды паразиттейді, оның ішінде акулалар мен скаттар сияқты эласмобранктерді, олардың қанында мочевинаның табиғи түрде жоғары концентрациясы болады. Мочевинаның жоғары концентрациясы көптеген балықтар үшін уытты болып табылады және әдетте бірден шығарылады. Лампрейлер басқа балықтарға қарағанда әлдеқайда жоғары концентрацияға төзімді және оны жұтылған қаннан алынған өте жоғары мөлшерде шығарады. Жұтылған эласмобранк қандағы триметиламин оксидтері, жаңбырдың қан ағынындағы жоғары мочевина концентрациясының зиянды әсеріне қарсы тұруға көмектеседі.

Иммунология

P. marinus-та лимфоциттерде өрнектелетін екі шамаланған аполипопротеин B мРНҚ-ны өңдейтін фермент, каталитикалық полипептид сияқты (APOBEC) CDA1 және CDA2 анықталды.

Генетика

Petromyzon marinus геномының тізбегі 2013 жылы анықталды. Бұл тізбектеу жұмысы барысында лампреяның басқа омыртқалы жануарлармен салыстырғанда ерекше гуанин-цитозин құрамы мен аминқышқылдарын қолдану ерекшеліктері бар екендігі анықталды. Лампрея геномының толық тізбегі мен түсіндірмесі Ensembl геном шолушысында қолжетімді. Лампрея геномы қайталанатын тізбектердің транслокациясын қамтитын даму биологиясы және эволюция зерттеулері үшін модель ретінде пайдаланылуы мүмкін. Лампрея геномы ерте эмбриогенез кезінде күрт өзгерістерге ұшырайды, онда соматикалық тіндердің шамамен 20% гермдік ДНК-сы жоғалады. Геном жоғары деңгейде қайталанады. Қазіргі геномдық жиынның шамамен 35% жоғары тізбек сәйкестігі бар қайталанатын элементтерден тұрады. Иммундық функция үшін маңызды екі ген – CDA1 және CDA2 – алғаш рет P. marinus-та табылып, кейіннен барлық лампреяларда сақталғаны анықталды. Жоғарыдағы §Имунология бөлімін қараңыз. 1919 жылы Велланд каналын жақсарту оның Онтарио көлінен Эри көліне таралуына мүмкіндік берген деп есептеледі, және ол ешқашан екі көлде де көп болмаса да, тез арада Мичиган, Гурон және Супериор көлдеріне тарады, онда ол 1930 және 1940 жылдары жергілікті балық популяцияларын қырып салды. Табиғи ортасында теңіз лампреясы өз иелерімен бірге эволюциялап, иелері теңіз лампреясына төзімділік қабілетін дамытқан. Алайда, Ұлы көлдерде теңіз лампреясы көл форелі, көл ақ балығы, шабақ және көл сельді сияқты тарихи түрде теңіз лампреясына тап болмаған жергілікті балықтарға шабуыл жасайды. Бұл жыртқыштардың жоғалуы басқа да инвазивті түр – балық анасының санының өсуіне және көптеген жергілікті балық түрлеріне кері әсер етуіне әкелді. Көл форелі Супериор көлінің экожүйесінде маңызды рөл атқарады. Көл форелі дәстүрлі түрде ең жоғары деңгейдегі жыртқыш саналады, яғни оның өзіне жыртқыш жоқ. Теңіз лампреясы табиғатынан агрессивті жыртқыш, бұл оған жыртқыштары жоқ және олжасынан қорғаныс жоқ көл жүйесінде бәсекеге қабілетті артықшылық береді. Теңіз лампреясы Супериор көліндегі форель популяциясының қырылуына үлкен үлес қосты. Лампреяның таралуы және нашар, тұрақсыз балық аулау тәжірибелері көл форелінің популяциясының күрт төмендеуіне әкелді. Осыдан кейін Ұлы көлдер экожүйесіндегі жыртқыш пен олжа арасындағы қарым-қатынас бұзылды. Әрбір теңіз лампреясы 12-18 айлық тамақтану кезеңінде 40 фунт балықты өлтіруге қабілетті.

Бақылауға арналған күш-жігер

Бақылау шаралары, соның ішінде электр тогы және химиялық шам-шырақтар қолданылуы әртүрлі нәтижелерге әкелді. Бақылау бағдарламалары Ұлы көлдердегі балық шаруашылығы комиссиясы – Канада мен АҚШ-тың бірлескен органы аясында жүзеге асырылады, нақтырақ айтқанда, Канаданың Балық және мұхиттар министрлігі мен АҚШ-тың Балық және жабайы табиғат қызметінің агенттері арқылы іске асырылады. Генетикалық зерттеушілер теңіз шұңқырының геномын зерттеп, эволюция туралы толыққанды мәлімет алуға үміттенеді; Ұлы көлдердегі мәселені жоюға тырысатын ғалымдар осы генетиктермен бірлесіп жұмыс істеп, оның иммундық жүйесін зерттеуге және филогенетикалық ағаштағы орнын анықтауға мүдделі. Мичиган мемлекеттік университетінің зерттеушілері Миннесота, Гюльф және Висконсин университеттерінің өкілдерімен бірлесіп, жаңадан синтезделген феромондарды зерттеуде. Бұл феромондар теңіз шұңқырының мінез-құлқына тәуелсіз түрде әсер етеді деп саналады. Феромондардың бір тобы көші-қон функциясын атқарады, яғни личинкалардың өндіргені көбінесе ересек шұңқыларды ұрық шашуға қолайлы өзендерге тартады деп есептеледі. Еркектер шығаратын жыныстық феромондар ұрғашыларды алыс қашықтықтан белгілі бір жерлерге шақыруға қабілетті. Бұл феромондар – әртүрлі мінез-құлықтарды тудыратын бірнеше қосылыстар, олардың бірлескен әсері шұңқыларды көші-қонға немесе ұрық шашуға итермелейді. Ғалымдар әр феромонның және молекуланың әр бөлігінің қызметін анықтауға тырысып, оларды экологиялық тұрғыдан қауіпсіз шұңқыларды бақылауға пайдалану мүмкіндігін қарастыруда. Алайда, 2017 жылға дейін ең тиімді бақылау шаралары өзендерге (3 трифторметил-4 нитрофенол) немесе TFM, таңдамалы пестицидті қолданудан тұрады. 2018 жылға дейін Ұлы көлдерде шам-шыраққа қарсы тұрушылық анықталған жоқ. Резистенттіліктің болашақта дамуын болдырмау үшін қосымша зерттеулер және бірнеше бақылау әдістерін біріктіру қажет.

Қалпына келтіру

Лампреяларды бақылау бағдарламаларының мақсаты – қауіпсіз мекендеу ортасын қамтамасыз ету және көл көлісі сияқты осал жергілікті балық түрлерінің денсаулығын жақсарту. Коннектикут штатының Энергия және қоршаған ортаны қорғау департаменті (DEEP) осы мақсатқа жету үшін басқа тәсілді қолданды: теңіз жаңбырларын Коннектикут өзенінің су алабындағы тұщы сулы өзендер мен көлдерге енгізіп, жаңбырларға бөгеттер мен басқа да кедергілерді еңсеру арқылы жоғары ағысқа шағылысу орындарына қол жеткізуді жеңілдетті. Теңізде ірі балықтармен қоректенгеннен кейін ересек жаңбырлар өзенге көшіп, шағылысып болған соң табиғи себептерден тез өліп, шіриді, осылайша жергілікті тұщы су балықтары үшін қоректік көз болады.