Медузы цветут циклически
Всплеск численности медуз за последнее десятилетие породил аналогичный всплеск общественного интереса к этим морским обитателям и их кажущемуся перенаселению океанов. Изображения рыболовных сетей и водозаборных труб атомных электростанций, забитых желеобразными мешками со щупальцами, вызвали обеспокоенность за рыболовство и общественную безопасность. Однако недавнее исследование международной команды морских биологов, включая биолога MBARI Стива Хэддока, предполагает, что этот недавний демографический взрыв может отражать лишь половину истории.
В крупнейшем на сегодняшний день исследовании медуз учёные проанализировали записи о наблюдениях за медузами из 37 регионов мира, начиная с 1874 по 2011 год. С помощью серии статистических тестов исследователи обнаружили циклическую закономерность в цветении медуз с пиками примерно каждые 20 лет. Таким образом, недавний всплеск может быть лишь моментом в длинной серии естественных циклов, отмечает команда в декабрьском выпуске Proceedings of the National Academy of Sciences.
Исследователи обнаружили этот декадный цикл во всём 137-летнем наборе данных, но статистически значимую закономерность выявили только за последние 40 лет. Это может отражать реальное изменение во времени или просто пробелы в доступных данных.
«Трудно отделить отсутствие данных от отсутствия медуз, — сказал Хэддок. — Никто не пишет статью о том, что медуз там нет».
Команда действительно обнаружила слабый, но статистически значимый рост популяций медуз за последние 40 лет, хотя сигнал был не таким сильным, как предполагали предыдущие исследования. Хэддок считает, что большинство этих исследований использовали неадекватные статистические тесты, подгоняя прямые линии к точкам данных, которые ведут себя циклически.
«Я просто не думаю, что такой тип анализа действительно уместен», — сказал он.
Вместо этого его команда применила более тонкий статистический подход, который выявил циклическую модель роста и спада на фоне общей линейной тенденции.
Хотя и слабая, эта восходящая тенденция ставит вопрос о том, почему популяции медуз могли начать увеличиваться в последние десятилетия.
Изменение климата, обычно называемое виновником, действительно может ускорять рост медуз из-за повышения температуры морской воды. Но это лишь одно из многих изменяющихся условий окружающей среды, благоприятствующих росту медуз. Например, бытовые и сельскохозяйственные стоки удобряют и расширяют цветение планктона, что может увеличить кормовую базу для медуз. Такие загрязнители также истощают уровень растворённого кислорода до значений, которые не выдерживает большинство морских организмов, но с которыми могут справиться некоторые медузы.
Подобные изменения окружающей среды, усугублённые недавним подъёмом в естественном цикле цветения и спада медуз, вероятно, и вызвали недавний взрыв численности, который беспокоит прибрежные сообщества.
«Наибольшее влияние оказывается на рыболовство — либо прямое вмешательство в сети, либо конкуренция между медузами и рыбой, — сказал Хэддок. — Обе эти проблемы, судя по всему, существовали и в прошлом».
Однако Хэддок отметил, что в некоторых регионах мира численность медуз также сокращается. Например, обилие медуз резко сократилось у побережья Индии, где растущий кулинарный интерес к этим организмам угрожает морским черепахам, которые ими питаются.
«Дело не только в том, что медузы — зло, и нам нужно найти способ предотвратить их рост, — сказал Хэддок. — У них есть естественное место в экосистемах».
«Медузокамеры» помогут прояснить будущие тенденции
Чтобы лучше понять основные тенденции роста численности медуз, команда надеется расширить географический охват своих данных. Для этого Хэддок работает с инженерами MBARI над созданием дешёвой и легко развёртываемой камеры, которую исследователи по всему миру могли бы использовать для сбора более широких данных о наблюдениях за медузами.
«В идеале эти камеры должны быть очень дешёвыми, чтобы каждый город, порт или сообщество могли иметь одну, — сказал Хэддок. — Это один из лучших способов количественной оценки медуз».
Инженеры MBARI работают над прототипом камеры под названием SCPI (Self Contained Plankton Imager) уже почти год. На прошлой неделе команда прикрепила камеру к дистанционно управляемому аппарату (ROV) Ventana и провела первые полевые испытания. Сейчас они вносят коррективы в систему и продолжат проводить полевые испытания в ближайшие месяцы.
В конечном итоге команда планирует сделать конструкцию камеры SCPI доступной через документы с открытым исходным кодом, чтобы инженеры в других местах могли легко её воспроизвести. Хэддок также надеется получить финансирование для установки камеры SCPI на один из автономных подводных аппаратов (AUV) MBARI для сбора непрерывных записей о медузах и других животных на различных глубинах океана. Тем временем команда продолжит собирать неподтверждённые данные о медузах через программу Jellywatch, которая объединяет наблюдения за медузами со всего мира.
Поскольку циклы медуз развиваются десятилетиями, реальные изменения в их численности могут проявиться чётко только через 60 или 100 лет. Но Хэддок надеется, что улучшенная документация с помощью SCPI и других подобных программ ускорит этот процесс.
«Если бы у нас были лучшие способы количественной оценки медуз из года в год, на больших площадях, я думаю, мы могли бы увидеть закономерность гораздо чётче даже в течение одного или двух следующих циклов», — сказал он.
До тех пор исследователи будут следить за глобальным спадом цветения медуз в следующем десятилетии, по мере того как мы входим в фазу спада естественного цикла.