Wie sich wärmeres Wasser aufgrund des Klimawandels auf die Biochemie und das Wachstum von Fischen auswirkt

Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass wärmeres Wasser als das, an das ein Fisch gewöhnt ist, zu einer Art Aggressor wird, der sich auf interne biochemische Prozesse auswirkt und den Fisch dazu zwingt, das Wachstum in einer kleineren Größe einzustellen, als dies normalerweise unter optimalen Lebensraumbedingungen der Fall wäre.

In einem kürzlich in der Zeitschrift veröffentlichten Artikel Umweltbiologie der FischeForscher der Sea Around Us-Initiative der University of British Columbia und der Universität Bergen erklären, wie sich ein Prozess namens „Proteindenaturierung“ verstärkt, wenn sich die Gewässer, in denen Fische leben, erwärmen.

Proteindenaturierung findet statt, wenn Proteine, die wesentliche Bestandteile der Zellen und Gewebe lebender Organismen sind, ihre ursprüngliche Struktur verlieren, weil die Schwachstellen, die ihre komplexe Form aufrechterhalten, zerstört werden – ein häufiges, spontanes Ereignis in den meisten lebenden Organismen.

Eine der Ursachen für solche Störungen ist Hitze, die die Bewegung von Wasser- und Proteinmolekülen in den Zellen verstärkt, sie aneinander stoßen lässt und dazu führt, dass die Proteine ​​ihre Form verlieren. Je wärmer die Umgebung, desto stärker sind die Erschütterungen und desto mehr Proteine ​​verlieren ihre Form. Dies ist der Prozess der „Denaturierung“.

Proteine, die ihre Form verloren haben, erfüllen ihre Aufgabe nicht und müssen daher neu synthetisiert werden, damit der Organismus nicht auseinanderfällt.

„Wenn Fische wachsen, werden mehr Proteine ​​denaturiert. Wenn die Denaturierungs- und Syntheseraten neuer Proteine ​​gleich sind, hören sie auf zu wachsen“, sagte Dr. Daniel Pauly, Hauptautor der Studie und Hauptforscher des Meeres um uns herum. „Das Problem ist, dass, wenn das umgebende Wasser wärmer als gewöhnlich ist, der Prozess der Bildung neuer Proteine ​​nicht mit der durch Hitze verursachten beschleunigten Denaturierungsrate mithalten kann, sodass den Fischen keine andere Wahl bleibt, als das Wachstum einzustellen, damit sich beide Prozesse gegenseitig ausgleichen können.“ aus.“

Der Prozess der Resynthese von Proteinen beschleunigt den Stoffwechsel der Fische und daher benötigen sie mehr Sauerstoff, um ihre Körperfunktionen aufrechtzuerhalten. Sauerstoff ist der Schlüssel für die Produktion von ATP und neuen Proteinen. Das Problem ist, dass wärmeres Wasser weniger Sauerstoff enthält.

„Im Grunde genommen schnappen Fische nach ‚Luft‘, um ihre Körperfunktionen aufrechtzuerhalten, aber es steht nur wenig Sauerstoff zur Verfügung“, sagte Pauly.

Darüber hinaus erhalten Fische Sauerstoff über ihre Kiemen, bei denen es sich um zweidimensionale Oberflächen handelt, die für dreidimensionale Körper arbeiten. Das bedeutet, dass Kiemen im Allgemeinen nicht mit einem wachsenden dreidimensionalen Körper mithalten können.

„Wenn die Kiemen ohnehin nicht mithalten können und man wärmeres, weniger sauerstoffhaltiges Wasser und einen beschleunigten Stoffwechsel hinzufügt, müssen die Fische kleiner bleiben, um zu überleben“, sagte Pauly. „Das alles zu wissen ist für Biologen von entscheidender Bedeutung, um die negativen Folgen des Klimawandels für die Artenvielfalt im Meer und im Süßwasser zu verstehen.“