Вкусовая привлекательность изомеров аминокислот для цихлидовых рыб (Cichlidae)
- Authors: Левина А.Д.1, Касумян А.О.1
-
Affiliations:
- Московский государственный университет
- Issue: Vol 64, No 1 (2024)
- Pages: 94-106
- Section: Articles
- URL: https://ruspoj.com/0042-8752/article/view/650332
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0042875224010095
- EDN: https://elibrary.ru/HMRYNU
- ID: 650332
Cite item
Abstract
Представлены результаты сравнения вкусовой привлекательности L-α- и D-α-изомеров аланина, аспарагиновой и глутаминовой кислот, триптофана, а также L-α- и L-β-изомеров аланина для мозамбикской Oreochromis mossambicus и нильской O. niloticus тиляпий, золотого меланохрома Melanochromis auratus, апельсинового неолампрологуса Neolamprologus leleupi и цихлазомы Хартвега Vieja hartwegi. Потребление агар-агаровых гранул с L-α- и D-α-изомерами аспарагиновой и глутаминовой кислот и триптофана различается у мозамбикской тиляпии и цихлазомы Хартвега, аланина и триптофана – у золотого меланохрома, аспарагиновой кислоты и триптофана – у апельсинового неолампрологуса, аспарагиновой кислоты – у нильской тиляпии. Вкусовая привлекательность L-α- и L-β-изомеров аланина достоверно разная у мозамбикской тиляпии, апельсинового неолампрологуса и цихлазомы Хартвега. Пищевое поведение, проявляемое цихлидами в ходе оросенсорного тестирования гранул, сходное и мало зависит от вкусовой привлекательности гранул. Все цихлиды совершают небольшое число отверганий и повторных схватываний гранул, большинство цихлид удерживают гранулы в ротовой полости многократно дольше по времени в опытах, завершающихся потреблением. Разные вкусовые свойства оптических и структурных изомеров аминокислот для исследованных цихлид указывают на видовую специфичность вкусовых предпочтений у рыб и свидетельствуют о том, что эти вещества являются важными химическими регуляторами трофических отношений в водных сообществах.
Full Text

About the authors
А. Д. Левина
Московский государственный университет
Author for correspondence.
Email: alex_kasumyan@mail.ru
Russian Federation, Москва
А. О. Касумян
Московский государственный университет
Email: alex_kasumyan@mail.ru
Russian Federation, Москва
References
- Виноградская М.И., Михайлова Е.С., Касумян А.О. 2017. Вкусовые предпочтения, оросенсорное тестирование и генерация звуков при питании у жемчужного гурами Trichopodus leerii (Osphronemidae) // Вопр. ихтиологии. Т. 57. № 3. С. 324–337. https://doi.org/10.7868/S004287521703016X
- Касумян A.O. 2016. Вкусовая привлекательность и физико-химические и биологические свойства свободных аминокислот (на примере рыб) // Журн. эволюц. биохимии и физиологии. Т. 52. № 4. С. 245–254.
- Касумян А.О., Исаева О.М. 2023. Вкусовые предпочтения карповых рыб (Cyprinidae). Сравнительное исследование // Вопр. ихтиологии. Т. 63. № 1. С. 81–109. https://doi.org/10.31857/S0042875223010071
- Касумян А.О., Левина А.Д. 2023. Сравнение вкусовой рецепции и пищевого поведения у нильской тиляпии Oreochromis niloticus (Cichlidae) разного возраста // Там же. Т. 63. № 4. С. 462–471. https://doi.org/10.31857/S0042875223030086
- Касумян А.О., Михайлова Е.С. 2017. Вкусовая привлекательность стереоизомеров и других производных аминокислот для рыб // Журн. эволюц. биохимии и физиологии. Т. 53. № 4. С. 282–287.
- Aragão C., Conceição L.E.C., Dinis M.T., Fyhn H.-J. 2004. Amino acid pools of rotifers and Artemia under different conditions: nutritional implications for fish larvae // Aquaculture. V. 234. № 1–4. P. 429–445. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2004.01.025
- Blais J., Rico C., van Oosterhout C. et al. 2007. MHC adaptive divergence between closely related and sympatric African cichlids // PLоS One. V. 2. № 8. Article e734. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0000734
- Brawand D., Wagner C.E., Li Y.I. et al. 2014. The genomic substrate for adaptive radiation in African cichlid fish // Nature. V. 513. № 7518. P. 375–381. https://doi.org/10.1038/nature13726
- Bruckner H., Hausch M. 1990. D-amino acids in food: detection and nutritional aspects // Chirality and biological activity. N.Y.: Alan R. Liss, Inc. P. 129–136.
- Burress E.D. 2015. Cichlid fishes as models of ecological diversification: patterns, mechanisms, and consequences // Hydrobiologia. V. 748. № 1. P. 7–27. https://doi.org/10.1007/s10750-014-1960-z
- Caprio J. 1975. High sensitivity of catfish taste receptors to amino acids // Comp. Biochem. Physiol. Pt. A. Physiol. V. 52. № 1. P. 247–251. https://doi.org/10.1016/s0300-9629(75)80160-5
- Caprio J., Shimohara M., Marui T. et al. 2015. Amino acid specificity of fibers of the facial/trigeminal complex innervating the maxillary barbel in the Japanese sea catfish, Plotosus japonicus // Physiol. Behav. V. 152. Pt. A. P. 288–294.
- http://doi.org/10.1016/j.physbeh.2015.10.011
- Corrigan J.J. 1969. D-amino acids in animals // Science. V. 164. № 3876. P. 142–149. https://doi.org/10.1126/science.164.3876.142
- Danley P.D., Husemann M., Chetta J. 2012. Acoustic diversity in Lake Malawi’s rock-dwelling cichlids // Environ. Biol. Fish. V. 93. № 1. P. 23–30. https://doi.org/10.1007/s10641-011-9886-z
- DeLorenzo L., DeBrock V., Carmona Baez A. et al. 2022. Morphometric and genetic description of trophic adaptations in cichlid fishes // Biology. V. 11. № 8. Article 1165. https://doi.org/10.3390/biology11081165
- Falco F., Stincone P., Cammarata M., Brandelli A. 2020. Amino acids as the main energy source in fish tissues // Aquac. Fish. Stud. V. 3. № 1. P. 1–11. https://doi.org/10.31038/AFS.2020223
- Felbeck H., Wiley D. 1987. Free D-amino acids in the tissues in marine bivalves // Biol. Bull. V. 173. № 1. P. 252–259. https://doi.org/10.2307/1541877
- Froese R., Pauly D. (eds.). 2022. FishBase. World Wide Web electronic publication. (www.fishbase.org. Version 08/2022).
- Gill A.B., Hart P.J.B. 1996. Unequal competition between three-spined stickleback, Gasterosteus aculeatus L., encountering sequential prey // Anim. Behav. V. 51. № 3. P. 689–698. https://doi.org/10.1006/anbe.1996.0072
- Hara T.J. 2007. Gustation // Sensory systems neuroscience. N.Y.: Acad. Press. P. 45–96. https://doi.org/10.1016/S1546-5098(06)25002-7
- Hara T.J., Sveinsson T., Evans R.E., Klaprat D.A. 1993. Morphological and functional characteristics of the olfactory and gustatory organs of three Salvelinus species // Can. J. Zool. V. 71. № 2. P. 414–423. https://doi.org/10.1139/Z93-058
- Hofmann C.M., O’Quin K.E., Marshall N.J. et al. 2009. The eyes have it: regulatory and structural changes both underlie cichlid visual pigment diversity // PLoS Biol. V. 7. № 12. Article e1000266. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.1000266
- Iwasaki K., Kasahara T., Sato M. 1985. Gustatory effectiveness of amino acids in mice: behavioral and neurophysiological studies // Physiol. Behav. V. 34. № 4. P. 531–542. https://doi.org/10.1016/0031-9384(85)90045-9
- Jones K.A. 1990. Chemical requirements of feeding in rainbow trout, Oncorhynchus mykiss (Walbaum); palatability studies on amino acids, amides, amines, alcohols, aldehydes, saccharides, and other compounds // J. Fish Biol. V. 37. № 3. P. 413–423. https://doi.org/10.1111/J.1095-8649.1990.TB05872.X
- Kasumyan A.O. 2019. The taste system in fishes and the effects of environmental variables // Ibid. V. 95. № 1. P. 155–178. https://doi.org/10.1111/jfb.13940
- Kasumyan A., Levina A. 2023. Are the taste preferences similar in closely related fish of the same trophic category? A case of Nile and Mozambique tilapias // Rev. Fish Biol. Fish. V. 33. P. 1371–1386. https://doi.org/10.1007/s11160-023-09763-w
- Kasumyan A.O., Mouromtsev G.E. 2020. The teleost fish, blue gourami Trichopodus trichopterus, distinguishes the taste of chemically similar substances // Sci. Rep. V. 10. Article 7487. https://doi.org/10.1038/s41598-020-64556-6
- Kawai M., Sekine-Hayakawa Y., Okiyama A., Ninomiya Y. 2012. Gustatory sensation of L- and D-amino acids in humans // Amino Acids. V. 43. № 6. P. 2349–2358. https://doi.org/10.1007/s00726-012-1315-x
- Kiyohara S., Yamashita S., Harada S. 1981. High sensitivity of minnow gustatory receptors to amino acids // Physiol. Behav. V. 26. № 6. P. 1103–1108. https://doi.org/10.1016/0031-9384(81)90215-8
- Kohbara J., Michel W., Caprio J. 1992. Responses of single facial taste fibres in the channel catfish, Ictalurus punctatus, to amino acids // J. Neurophysiol. V. 68. № 4. P. 1012–1026. https://doi.org/10.1152/jn.1992.68.4.1012
- Kohbara J., Oohara K., Masuda T. et al. 2002. Gustatory receptor responses in marbled rockfish Sebastiscus marmoratus // Fish. Sci. V. 68. № 4. P. 862–871. https://doi.org/10.1046/j.1444-2906.2002.00504.x
- Konings A. 1991. Neolamprologus mustax (Poll, 1978) // The cichlids yearbook. V. 1. P. 15.
- Konings A. 2005. Guide to Tanganyika cichlids. El Paso: Cichlid Press, 192 p.
- Levina A.D., Mikhailova E.S., Kasumyan A.O. 2021. Taste preferences and feeding behavior in the facultative herbivore fish, Nile tilapia Oreochromis niloticus // J. Fish Biol. V. 98. № 5. P. 1385–1400. https://doi.org/10.1111/jfb.14675
- Li X., Zheng S., Wu G. 2021a. Nutrition and functions of amino acids in fish // Amino acids in nutrition and health. Cham: Springer. P. 133–168. https://doi.org/10.1007/978-3-030-54462-1_8
- Li X., Han T., Zheng S., Wu G. 2021b. Nutrition and functions of amino acids in aquatic crustaceans // Ibid. P. 169–198. https://doi.org/10.1007/978-3-030-54462-1_9
- Marui T., Evans R.E., Zielinski B., Hara T.J. 1983a. Gustatory responses of the rainbow trout (Salmo gairdneri) palate to amino acids and derivatives // J. Comp. Physiol. V. 153. № 4. P. 423–433. https://doi.org/10.1007/BF00612597
- Marui T., Harada S., Kasahara Y. 1983b. Gustatory specificity for amino acids in the facial taste system of the carp, Cyprinus carpio L. // Ibid. V. 153. № 3. P. 299–308. https://doi.org/10.1007/BF00612584
- Meredith T.L., Kajiura S.M. 2010. Olfactory morphology and physiology of elasmobranchs // J. Exp. Biol. V. 213. № 20. P. 3449–3456. https://doi.org/10.1242/jeb.045849
- Michel W., Caprio J. 1991. Responses of single facial taste fibres in the sea catfish, Arius felis, to amino acids // J. Neurophysiol. V. 66. № 1. P. 247–260. https://doi.org/10.1152/jn.1991.66.1.247
- Michel W.C., Kohbara J., Caprio J. 1993. Amino acid receptor sites in the facial taste system of the sea catfish Arius felis // J. Comp. Physiol. A. V. 172. № 2. P. 129–138. https://doi.org/10.1007/BF00189391
- Olsén K.H. 1993. Emission rate of amino acids and ammonia and their role in olfactory preference behaviour of juvenile Arctic charr, Salvelinus alpinus (L.) // J. Fish Biol. V. 28. № 3. P. 255–265. https://doi.org/10.1111/j.1095-8649.1986.tb05163.x
- Preston R.L. 1987. Occurrence of D-amino acids in higher organisms: a survey of the distribution of D-amino acids in marine invertebrates // Comp. Biochem. Physiol. Pt. B. Comp. Physiol. V. 87. № 1. P. 55–62. https://doi.org/10.1016/0305-0491(87)90470-6
- Reinthal P.N. 1990. The feeding habits of a group of herbivorous rock-dwelling cichlid fishes (Cichlidae: Perciformes) from Lake Malawi, Africa // Environ. Biol. Fish. V. 27. № 3. P. 215–233. https://doi.org/10.1007/BF00001674
- Ribbink A.J., Marsh B.A., Marsh A.C. et al. 1983. A preliminary survey of the cichlid fishes of rocky habitats in Lake Malawi // S. Afr. J. Zool. V. 18. № 3. P. 149–310. https://doi.org/10.1080/02541858.1983.11447831
- Ronco F., Matschiner M., Böhne A. et al. 2021. Drivers and dynamics of a massive adaptive radiation in cichlid fishes // Nature. V. 589. № 7840. P. 76–81. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2930-4
- Schiffman S.S., Sennewald K., Cagnon J. 1981. Comparison of taste qualities and thresholds of D- and L-amino acids // Physiol. Behav. V. 27. № 1. P. 51–57. https://doi.org/10.1016/0031-9384(81)90298-5
- Silver W.L., Finger T.E. 1984. Electrophysiological examination of a non-olfactory, non-gustatory chemosense in the searobin, Prionotus carolinus // J. Comp. Physiol. A. V. 154. № 2. P. 167–174. https://doi.org/10.1007/BF00604982
- Smith M.P. 2008. Lake Tanganyika cichlids. Hauppauge: Barron’s Educational Ser., 96 p.
- Sola C., Tongiorgi P. 1998. Behavioural responses of glass eels of Anguilla anguilla to non-protein amino acids // J. Fish Biol. V. 53. № 6. P. 1253–1262. https://doi.org/10.1111/j.1095-8649.1998.tb00246.x
- Tiancheng L., Yiming H. 1994. Gustation and taste organ in the barbel of the African catfish // Acta Hydrobiol. Sinica. V. 18. № 4. P. 316–326.
- Velez Z., Hubbard P.C., Hardege J.D. et al. 2007. The contribution of amino acids to the odour of a prey species in the Senegalese sole (Solea senegalensis) // Aquaculture. V. 265. № 1–4. P. 336–342. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2007.02.029
- Wagner C.E. 2021. Ecological opportunity, genetic variation, and the origins of African cichlid radiations // The behavior, ecology and evolution of cichlid fishes. Dordrecht: Springer. P. 79–105. https://doi.org/10.1007/978-94-024-2080-7_3
- Wegert S., Caprio J. 1991. Receptor sites for amino acids in the facial taste system of the channel catfish // J. Comp. Physiol. A. V. 168. № 2. P. 201–211. https://doi.org/10.1007/BF00218412
- Wu G. 2021. Amino acids: biochemistry and nutrition. Boca Raton: CRC Press, 816 p.
- Wu G, Wu Z., Dai Z. et al. 2013. Dietary requirements of “nutritionally nonessential amino acids” by animals and humans // Amino Acids. V. 44. № 4. P. 1107–1113. https://doi.org/10.1007/s00726-012-1444-2
- Yamamoto Y., Shibata H., Ueda H. 2013. Olfactory homing of chum salmon to stable compositions of amino acids in natal stream water // Zool. Sci. V. 30. № 8. P. 607–612. https://doi.org/10.2108/zsj.30.607
- Yoshii K., Kamo N., Kurihara K., Kobatake Y. 1979. Gustatory responses of eel palatine receptors to amino acids and carboxylic acids // J. Gen. Physiol. V. 74. № 3. P. 301–317. https://doi.org/10.1085/jgp.74.3.301
- Yuma M. 1994. Food habits and foraging behaviour of benthivorous cichlid fishes in Lake Tanganyika // Environ. Biol. Fish. V. 39. № 2. P. 173–182. https://doi.org/10.1007/BF00004935
- Yuma M. 1998. Food resources of shrimp-eating cichlid fishes in Lake Tanganyika // Ibid. V. 52. № 1–3. P. 371–378. https://doi.org/10.1023/A:1007370204240
Supplementary files
