Wetenschap
Zeehaaien en roggen gebruiken ureum om de voortplanting te vertragen, zo blijkt uit onderzoek
Ureum, het hoofdbestanddeel van menselijke urine, speelt een belangrijke rol bij de timing van de rijping van haaien, roggen en andere kraakbeenvissen.
Uit een nieuw onderzoek van onderzoekers van het Sea Around Us-initiatief van het Institute for the Oceans and Fisheries van de University of British Columbia is gebleken dat hoge ureumconcentraties, die veel voorkomen bij kraakbeenvissen, met name ovipaar mariene soorten, ervoor zorgen dat ze kunnen rijpen en zich op grotere schaal kunnen voortplanten. fractie van hun maximale grootte.
Het werk is gepubliceerd in het tijdschrift Environmental Biology of Fishes .
"Het is al lang bekend dat kraakbeenvissen laat volwassen worden in vergelijking met beenvissen, maar onze resultaten bieden een mechanistische reden waarom dit het geval is", zegt Melanie Warren, die de studie leidde tijdens het afronden van haar masteropleiding aan de UBC. /P>
“Onze bevindingen zijn belangrijk omdat deze vissen erg gevoelig zijn voor de visserijdruk. Als ze in grote aantallen worden gevangen voordat ze de kans hebben gehad om zich voort te planten, worden de populaties gedecimeerd en dit is de reden waarom we vandaag de dag zien dat 37 procent van de haaien, roggen en vleten en zaagvissen worden met uitsterven bedreigd. Daarom is het van cruciaal belang om te weten wanneer ze volwassen worden.'
Warren en co-auteur Dr. Daniel Pauly, hoofdonderzoeker van de Sea Around Us, analyseerden gepubliceerde gegevens over de gemiddelde lengte bij eerste volwassenheid en de maximale lengte van bijna 1.000 soorten kraakbeenvissen. Vervolgens schatten ze de stofwisseling van de vissen in beide maten, en door de twee cijfers voor elke soort te combineren, berekenden ze hun "reproductieve ademhalingsdrempel" (RRT). Eerdere studies hebben aangetoond dat wanneer een dergelijke waarde wordt bereikt, rijping en paaiing worden geactiveerd.
De onderzoekers ontdekten opmerkelijke verschillen bij het vergelijken van hun resultaten met de "1,36-drempel", geschat voor honderden zee- en zoetwaterbeenvissen en ongewervelde dieren.
De twee uitersten die hun aandacht het meest trokken waren de geschatte "drempel van 1,13" voor mariene ovipaar haaien en roggen en de geschatte "drempel van 1,33" voor levendbarende zoetwaterroggen.
"Deze drempels vertellen ons dat ovipaar haaien en roggen volwassen worden met een groter deel van hun maximale grootte dan levendbarende zoetwaterroggen of beenvissen," zei Warren. "Met andere woorden:als grijze snappers volwassen worden wanneer ze 40-50 procent van hun maximale lengte bereiken, worden hamerhaaien volwassen wanneer ze ongeveer 60-70 procent van hun maximale lengte bereiken."
Na het schatten van deze drempels begonnen de onderzoekers te kijken naar hun verband met het vasthouden van ureum, omdat bekend is dat veel kraakbeensoorten hoge concentraties ureum in hun lichaamsweefsels en -vloeistoffen concentreren om overmatig waterverlies te voorkomen.
"We ontdekten dat soorten met een hoge ureumretentie in een groter deel van hun maximale grootte rijpen dan soorten die weinig ureum vasthouden", aldus Warren. "Dit was een 'urea-ka'-moment."
De onderzoekers veronderstelden dat ureum, waarvan bekend is dat het helpt bij de zuur-base-regulatie bij kraakbeenvissen, fungeert als buffer tegen de zuurgraad die wordt veroorzaakt door de verminderde zuurstofinname veroorzaakt door groei en de daaruit voortvloeiende vermindering van de zuurstoftoevoer.
‘Als vissen groeien, hebben hun tweedimensionale kieuwen of ademhalingsorganen moeite om zuurstof te leveren aan hun zich ontwikkelende driedimensionale lichamen. Deze verminderde zuurstofinname beïnvloedt de snelheid waarmee eiwitten – essentiële componenten van de cellen en weefsels van vissen – op natuurlijke wijze worden afgebroken of ‘gedenatureerd’. ' en opnieuw gesynthetiseerd zodat het organisme in leven blijft," legde Dr. Pauly uit.
“Er is een punt waarop de zuurstof die nodig is voor de groei en voor de hersynthese van gedenatureerde eiwitten erg krap wordt en een zuur intern milieu ontstaat dat de vissen ‘vertelt’ dat het tijd is om zichzelf te reguleren en een hormonale cascade vrij te geven die stopt. groei, stimuleert het paaien en zorgt ervoor dat ze meer zuurstof kunnen inademen."
Hoewel dit proces ook van toepassing is op kraakbeenvissen, compenseert hun ureumretentie de zuurgraad die wordt veroorzaakt door een verminderde zuurstofinname, waardoor ze langer kunnen blijven groeien dan beenvissen en de rijping vertragen.
"Interessant genoeg gebeurt dit niet bij levendbarende zoetwaterroggen, waarvan de drempel dichter bij die van beenvissen ligt, omdat ze hun jongen via hun kieuwen van zuurstof voorzien en daardoor een grotere zuurstofstress ervaren dan mariene ovipaarstralen", zegt Dr. Pauly. zei.
"En, nog interessanter, is aangetoond dat levendbarende zoetwaterroggen bijna volledig het vermogen hebben verloren om ureum vast te houden. Dit versterkt het verband tussen ademhaling, ureumretentie en het bereiken van de eerste volwassenheid bij kraakbeenvissen."