Киты переносят питательные вещества из Аляски на Гавайи с мочой, поддерживая тропические экосистемы
Киты не только огромны, но и играют огромную роль для здоровья океанов. Когда они испражняются, киты переносят тонны питательных веществ из глубины на поверхность. Новое исследование показывает, что киты также переносят тонны питательных веществ на тысячи километров — с мочой.
В 2010 году учёные выяснили, что киты, питаясь на глубине и испражняясь на поверхности, обеспечивают критически важный ресурс для роста планктона и продуктивности океана. Новое исследование под руководством Университета Вермонта показывает, что киты также переносят огромное количество питательных веществ горизонтально, через целые океанские бассейны, — из богатых холодных вод, где они питаются, в тёплые прибрежные районы у экватора, где они спариваются и рожают. Значительная часть этого переноса происходит в форме мочи, хотя вклад также вносят слущенная кожа, туши, фекалии детёнышей и плаценты.
«Эти прибрежные районы часто имеют прозрачную воду — признак низкого содержания азота, и многие из них являются экосистемами коралловых рифов», — говорит Джо Роман, биолог из Университета Вермонта, соавтор исследования. «Перемещение азота и других питательных веществ может быть важным для роста фитопланктона, или микроскопических водорослей, и обеспечивать пищей акул, других рыб и многих беспозвоночных».
Исследование, опубликованное 10 марта в журнале Nature Communications, подсчитало, что в океанах по всему миру большие киты — включая гладких, серых и горбатых китов — ежегодно переносят около 4000 тонн азота в бедные питательными веществами прибрежные районы тропиков и субтропиков. Они также приносят более 45 000 тонн биомассы. До эпохи китобойного промысла, уничтожившего популяции, эти дальние «поставки» могли быть в три и более раз больше.
Гигантская конвейерная лента
Тысячи горбатых китов путешествуют из обширного района нагула в заливе Аляски в более ограниченный район на Гавайях, где они размножаются. В Национальном морском заповеднике горбатых китов на Гавайских островах поступление питательных веществ — тонн мочи, кожи, мёртвых тел и экскрементов от китов — примерно вдвое превышает объём, переносимый местными физическими силами, по оценкам учёных.
«Мы называем это "великой китовой конвейерной лентой"», — говорит Роман. — «Или это можно представить как воронку, потому что киты питаются на огромных территориях, но им нужно находиться в относительно ограниченном пространстве, чтобы найти партнёра, спариться и родить. Сначала детёныши не обладают энергией для дальних путешествий, как их матери».
Кроме того, киты, вероятно, остаются на мелководье с песчаным дном, потому что это приглушает их звуки. «Матери и новорождённые постоянно перекликаются, поддерживая связь, — говорит Роман, — и они не хотят, чтобы хищники, такие как косатки, или спаривающиеся самцы горбачей, могли их услышать».
Это означает, что питательные вещества, рассеянные по обширному океану, концентрируются в гораздо меньших прибрежных и коралловых экосистемах, «как сбор листьев для компоста в вашем саду», — говорит Роман.
Летом взрослые киты кормятся в высоких широтах (например, на Аляске, в Исландии и Антарктике), набирая тонны жира, поедая криль и сельдь. Согласно недавним исследованиям, горбатые киты северной части Тихого океана набирают около 30 фунтов (~13,6 кг) в день весной, летом и осенью. Им нужна эта энергия для удивительного путешествия.
Усатые киты мигрируют на тысячи километров к своим зимним местам размножения в тропиках — не питаясь. Серые киты преодолевают почти 7000 миль (11 265 км) между местами нагула у России и районами размножения вдоль Калифорнийского полуострова. А горбатые киты в Южном полушарии мигрируют более чем на 5000 миль (8045 км) от районов кормления у Антарктиды до мест спаривания у Коста-Рики, где они сжигают около 200 фунтов (~90 кг) каждый день, выделяя при этом огромное количество богатой азотом мочевины с мочой.
Одно исследование в Исландии предполагает, что финвалы производят более 250 галлонов (946 литров) мочи в день, когда они кормятся. Люди выделяют менее половины галлона (1,9 л) в день.
Киты совершают самую длинную миграцию среди всех млекопитающих в мире. И киты гигантские. «Из-за своего размера киты способны делать то, что не делает ни одно другое животное. Они живут в другом масштабе», — говорит Эндрю Першинг, один из 10 соавторов нового исследования, океанограф из некоммерческой организации Climate Central.
«Питательные вещества поступают извне — и не из реки, а от этих мигрирующих животных. Это суперкруто и меняет наше представление об экосистемах в океане. Мы не думаем, что животные, кроме людей, могут оказывать влияние в планетарном масштабе, но киты действительно могут».
Из прошлого
До начала промышленного китобойного промысла в XIX веке поступление питательных веществ «было бы намного больше, и этот эффект был бы намного сильнее», — говорит Першинг. Кроме того, вклад синих китов — крупнейших животных, когда-либо живших на Земле, — неизвестен и не был включён в основные расчёты нового исследования.
В Южном океане популяции синих китов всё ещё сильно сокращены после интенсивной охоты в XX веке. «Есть базовые вещи, которые мы о них не знаем, например, где находятся их места размножения, — сказал Першинг, — поэтому этот эффект нам сложнее оценить». И синие киты, и горбатые были истощены охотой, но некоторые популяции горбатых и других китов восстанавливаются после нескольких десятилетий согласованных усилий по сохранению.
«Многие люди считают растения лёгкими планеты, поглощающими углекислый газ и выделяющими кислород, — говорит Роман. — Со своей стороны, животные играют важную роль в перемещении питательных веществ. Морские птицы переносят азот и фосфор из океана на сушу с помётом, увеличивая плотность растений на островах. Животные образуют кровеносную систему планеты — и киты являются крайним примером».