Виды дельфинов, живущие вместе, не обязательно конкурируют за пищу

Новый молекулярный метод позволил выяснить, как разные виды зубатых китов конкурируют за добычу и какую пищу они выбирают, живя по соседству. Исследование морских учёных из NIOZ было недавно опубликовано в научном журнале Environmental Research.

О пище и пищевом поведении зубатых китов известно мало. Исторически эти данные получали в основном из содержимого желудков мёртвых особей. Однако это затрудняет активное изучение животных в их естественной среде: можно лишь ждать, пока они выбросятся на берег. Следовательно, полноценное экологическое исследование того, как различные виды морских млекопитающих влияют друг на друга в выборе пищи, довольно сложно, поскольку нельзя наблюдать за животными на больших глубинах, где они охотятся.

Никакого главного хищника и перекрытия в пище

Для решения этой проблемы исследователи из Королевского NIOZ (Нидерландского института морских исследований) нашли решение. Они использовали стабильные изотопы азота аминокислот в небольших образцах кожи живых кашалотов, косаток и восьми видов дельфинов в юго-западной части Атлантического океана, у побережья Бразилии.

"Было известно, что существуют небольшие различия в предпочтениях пищи, например, рыбы или кальмаров, — говорит исследователь Марсель ван дер Мер. — Однако, согласно предыдущим исследованиям, полосатый продельфин Steno bredanensis считался абсолютным главным хищником в этом районе, что маловероятно. С помощью нашего исследования изотопов аминокислот мы обнаружили, что его трофический уровень действительно значительно ниже, чем определялось ранее".

Кроме того, ранее использованный метод указывал на большое перекрытие в пище трёх видов дельфинов. Ван дер Мер: "Теперь мы знаем, что никакого перекрытия нет вообще. Оказалось, что обыкновенный дельфин Delphinus delphis охотится на другой глубине в мелководье, в то время как атлантический пятнистый дельфин Stenella frontalis и афалина Tursiops truncatus охотятся на глубинах до 500 метров. Эти два последних вида, питающиеся на одной глубине, имеют разную добычу. Очевидно, виды дельфинов нашли способ сосуществовать, не конкурируя за пищу".

Коррекция на "шум"

В этом исследовательском проекте первый автор Жениффер Троина (Федеральный университет Риу-Гранди, Бразилия) посетила NIOZ на острове Тексел, чтобы работать над образцами с Марселем ван дер Мером и его коллегой Филипом Рикенбергом. Это усовершенствование более распространённого изотопного анализа, однако в нём используется азот в свободных аминокислотах, а не в ткани в целом. Учёные используют изотопы азота аминокислоты фенилаланина — строительного блока каждой живой клетки, который после поглощения растительноядными животными почти без изменений передаётся по пищевой цепи вплоть до высших хищников.

Используя значение изотопа азота этой аминокислоты, учёные могут, так сказать, определить базовое значение азота в окружающей среде. Это позволяет им скорректировать "шум", вызванный неизвестной средой обитания, в которой исследователи не могут измерить значение азота самостоятельно. Сравнивая базовое значение со значением у изучаемого морского млекопитающего, они могут определить трофический уровень вида, то есть его положение в усвоении аминокислот. Растение было бы уровнем 1, высший хищник может быть уровнем 5.

Изотопный анализ

Исследование со стабильными изотопами работает примерно так. Небольшая часть атомов, таких как азот (N), присутствующих в каждой живой клетке, немного тяжелее остальных. Когда животное поглощает азот с пищей, метаболизм отделяет тяжёлые атомы чуть медленнее, чем лёгкие, в результате чего тяжёлые атомы чаще попадают в ткани тела животного, чем лёгкие. Эта модель накопления суммируется: чем выше животное находится в пищевой цепи, тем больше тяжёлых атомов N в его тканях.

Однако для гарантии точности метода необходимо знать уровень изотопов в исходной пище. В морской среде это значение — чаще всего водорослей — трудно определить, и оно может сильно варьироваться. Метод изотопов аминокислот решает эту проблему.