Морские хищники находят пищу по запаху океана

Совместное исследование японских и американских учёных показало, что зоопланктон — основная пища многих морских хищников — можно обнаружить, следуя по градиенту концентрации химического вещества диметилсульфида (DMS) в воде и воздухе. В настоящее время мало известно о том, как морские хищники находят достаточно пищи для поддержания своих крупных размеров. Это исследование может расширить изучение химических сигналов, которые используют морские организмы при поиске пищи.

Зоопланктон, такой как криль и копеподы, служит главным источником энергии для многих крупных морских животных. Хищники должны потреблять огромное количество этих крошечных существ. Как именно они находят свою добычу, до сих пор неясно.

Криль питается фитопланктоном, который производит и накапливает в своих клетках водорастворимые соединения для борьбы с осмотическим давлением. Одно из таких соединений — диметилсульфониопропионат (DMSP). DMSP содержит серу и является цвиттерионом (имеет как положительный, так и отрицательный заряд). Бактерии расщепляют DMSP до DMS — компонента знакомого запаха морского воздуха или сушёных водорослей. Когда зоопланктон поедает фитопланктон, DMSP высвобождается в воду, что, как предполагается, приводит к повышению концентрации DMS в районах с высокой плотностью зоопланктона. Учёные считают, что морские хищники могут использовать концентрацию DMS для поиска пищи. Хотя привлечение некоторых видов хищников к искусственно высвобождаемому DMS уже было показано, оставалось неизвестным, используют ли хищники естественные градиенты DMS в качестве полезного сигнала.

Для исследования международная команда из Университета Кумамото и Океанографического института Вудс-Хол разработала новый прибор для непрерывного автоматического анализа концентрации DMS в морской воде и атмосфере. Вместе с исследователем из Университета Стоуни-Брук они провели измерения в июне 2019 года у побережья Кейп-Код (Массачусетс) — летней кормовой базы многих видов усатых китов. Учёные измеряли химические показатели, регистрировали биомассу зоопланктона и рыб, а также местоположение китов вдоль серии трансект на поверхности океана.

Работа показала, что, как и предполагалось, выпас зоопланктона на фитопланктоне, по-видимому, приводит к более высоким локальным концентрациям DMS по сравнению с окружающими водами. При этом связи между биомассой рыб и концентрацией DMS обнаружено не было. Моделирование на основе измерений продемонстрировало, что если крупные морские хищники, такие как киты, способны обнаруживать градиент концентрации DMS, то следование по возрастающей концентрации позволит им достичь более плотных скоплений зоопланктона, чем при случайном перемещении.

«Мы планируем расширить этот проект, исследуя взаимосвязь между DMS и хищничеством, измеряя концентрацию этого вещества одновременно с траекториями движения морских хищников», — сказал профессор Кей Тода, руководивший химическими измерениями. — «Мы также планируем изучить другие аттрактантные химические вещества и их связь с поведением китов, морских птиц и пингвинов. Пилотное исследование по мечению горбатых китов для изучения их перемещений относительно DMS было проведено в Антарктике в феврале 2020 года. Мы уверены, что в ближайшем будущем получим интересные результаты».