Для изучения возможного эффекта глобального потепления на морские сообщества ученые провели одинаковые эксперименты у берегов всего Нового Света. Им удалось доказать связь между повышением температуры океана и активностью хищников.
Биологи-натуралисты давно заметили, что видовое разнообразие возрастает от полярных областей к экватору — это так называемое правило Уоллеса. Известны и другие подобные тенденции: рост конкуренции между видами и активности хищников по мере удаления от полюсов, однако в этой области остается много неясного.
Новое исследование, опубликованное большим коллективом ученых из разных стран в Science, помогает лучше понять эту фундаментальную экологическую закономерность.
Масштаб работы поражает: эксперименты проводили на 36 участках, разбросанных по всему побережью Северной и Южной Америки, включая как атлантическое, так и тихоокеанское. Выходит, исследование охватывало область размером почти 15 тысяч километров — от Аляски до Огненной Земли.
В каждом из опытных участков провели три одинаковых эксперимента. Во-первых, оценили активность хищников по скорости, с которой оказывается съедена стандартная приманка. Во-вторых, изучили эффект постоянного хищничества на состав и биомассу сообщества бентоса (то есть обитателей дна). Наконец, биологи посмотрели, как кратковременное выедание хищниками сказывается на устоявшемся бентосном сообществе.
В первом случае биологи использовали устройства, называемые «кальмары на палочке» (squid pops). По сути, это куски сушеного кальмара, нанизанные на штырь (наподобие эскимо) и оставленные в море для всех желающих. Биологи возвращались к приманке спустя час и считали, сколько кальмаров оказались съеденными. Эта величина и служила основным количественным показателем хищности океана.
Рабочая гипотеза полностью оправдалась: в теплой воде местные хищники поедали кальмаров гораздо быстрее. Причем решающее значение имела именно температура воды, а не широта, которая обычно упоминается в соответствующих законах биогеографии.
Чем «нарастание хищности» в море вместе с температурой чревато для местных сообществ? Ответ на этот вопрос помогли найти второй и третий опыты. Ученые обратили внимание на обитателей дна, которыми обычно закусывают хищные рыбы, — в основном мшанок и оболочников. На протяжении трех месяцев бок о бок росли одинаковые бентосные сообщества: некоторые — под защитными клетками, другие — оставленные на съедение.
В последнем опыте поначалу закрытое клеткой сообщество в какой-то момент лишали защиты и опять наблюдали за хищниками в действии.
Результаты вышли довольно наглядными: в холодных водах защита почти ничего не меняла — выходит, в них хищники не играют значительной роли. Однако в теплой воде было заметно меньше уцелевших бентосных беспозвоночных. В них менялся и состав сообществ — так, более привлекательные для рыб асцидии исчезали первыми, в то время как мшанки активно занимали освободившееся место.
«По мере изменения ситуации с хищниками одни виды окажутся в выигрыше, другие проиграют, — рассказал один из авторов новой статьи Грег Руиз (Greg Ruiz) из Смитсоновского центра экологических исследований (США). — Некоторые окажутся защищены, какие-то — беззащитны. Но пока мы не знаем наверняка, чем все это обернется».
Исследователи подчеркивают: им еще предстоит разобраться с тем, что происходит на экваторе, в самых жарких областях Мирового океана.
Автор: Михаил Орлов