Скорость изменений в окружающей среде может погубить или спасти коралловые рифы
Слишком быстрое увеличение вылова рыбы может привести к коллапсу экосистем коралловых рифов, как показало новое исследование под руководством Университета Колорадо в Боулдере.
Новое исследование, которое будет опубликовано на неделе 28 сентября в Proceedings of the National Academy of Sciences, впервые доказывает, что эти морские экосистемы крайне чувствительны к тому, как быстро достигается целевой уровень вылова. Удивительно, но эта закономерность в экосистеме обусловлена социальным поведением отдельных рыб кораллового рифа.
Во многих рыболовных хозяйствах целевые уровни вылова устанавливаются с надеждой максимизировать улов, сохраняя его устойчивость из года в год. Общепринятая точка зрения предполагает, что к целевому уровню вылова следует стремиться как можно быстрее, чтобы немедленно получить выгоду. Однако исследователи утверждают, что более медленное увеличение вылова до того же целевого уровня может сохранить как промысел, так и экосистему, которая в противном случае рухнет.
«Экосистема зависит от темпа, с которым меняется окружающая среда, а не только от величины изменений», — сказал Майк Гил, ведущий автор и постдокторант в Департаменте экологии и эволюционной биологии.
Исследование включает социальный характер пищевых привычек рыб в математическую симуляцию экосистемы кораллового рифа под давлением рыболовства. Предыдущие работы Гил показали, что рыбы, даже разных видов, ориентируются друг на друга, чтобы оценить, безопасно ли выплывать на участок рифа, чтобы поесть водорослей. Чем больше рыб в одном месте, тем безопаснее оно кажется, и тем больше рыб присоединяется к трапезе. Это явление известно как положительная обратная связь.
Однако эта обратная связь работает и в обратную сторону: если на участке рифа мало или совсем нет рыб, он не кажется привлекательным или безопасным. Другие рыбы также могут держаться подальше.
«Эта обратная связь делает экосистему более склонной к коллапсу под давлением рыболовства, но также и более склонной к восстановлению по мере сокращения вылова. Социальные рыбы, по сути, делают экосистему в целом гораздо более чувствительной и гиперчувствительной именно к тому, как быстро мы изымаем рыбу», — сказал Гил.
Рыбы — друзья, ищущие еду
В исследовании использовались обширные наборы данных о поведении рыб из предыдущих полевых экспериментов на коралловых рифах — даже с привлечением искусственного интеллекта для отслеживания того, что делала и видела каждая рыба каждую секунду. Эти богатые данные легли в основу математических симуляций популяций кораллов, рыб и водорослей.
Впервые социальный компонент поведения отдельных рыб был включен в подобные модели.
«Мы показали, что животное, которое, возможно, многие люди сочтут довольно глупым, на самом деле встроено в социальную сеть и находится под сильным влиянием своих соседей, прямо как люди», — сказал Гил.
Лучшие участки с водорослями на рифах часто находятся на открытых пространствах, куда попадает много солнечного света. Но именно в этих местах рыбам негде спрятаться, если появится хищник, например, акула. Рыбы внимательно наблюдают друг за другом, даже между видами, ища сигналы о том, когда безопасно заплывать в опасные части рифа, чтобы получить сытную еду.
Рыбы также остаются дольше и каждая рыба ест больше на этих открытых участках, когда вокруг больше других рыб — это явление известно как положительная зависимость от плотности. То же самое происходит, если вы посещаете дом с привидениями: вы остаетесь дольше и с большей вероятностью пройдете весь маршрут, если пойдете с несколькими друзьями.
Важная экосистема для всех
Рыбы, поедающие водоросли, оказывают рифу важную услугу. Если водоросли не контролировать, они могут убить кораллы и разрушить всю рифовую экосистему. Когда из-за давления рыболовства на рифе внезапно становится меньше рыб, оставшиеся рыбы реже выплывают на открытые участки и едят меньше водорослей. Это может привести к коллапсу популяции кораллов, а вместе с ней и всей экосистемы.
Коралловые рифы важны не только как источник пищи и убежища для других животных. Люди также зависят от них, потому что рифы являются питомниками и домом для сотен видов рыб, которые мы вылавливаем. Рифы также предоставляют ценные возможности для экотуризма, смягчают интенсивность ураганов и тайфунов до того, как они достигнут берега, и ежегодно приносят глобальной экономике сотни миллиардов долларов.
Помимо рыболовства, рифы сталкиваются и с другими антропогенными угрозами, такими как загрязнение питательными веществами и потепление океана из-за глобального изменения климата, которое нанесло серьезный ущерб рифам по всему миру за последние несколько лет.
«Коралловые рифы — невероятно крепкие, устойчивые экосистемы, — сказал Гил. — Но они не настолько крепки перед лицом множества одновременных вызовов».
Эти новые выводы — о том, не только сколько, но и как быстро можно вылавливать рыбу устойчиво — могут повлиять на решения по управлению на местном и региональном уровнях, касающиеся квот на вылов.
«Как экологи, мы пытаемся понять, почему мы видим то, что видим, когда выходим в природу. И если мы поймем, как функционируют эти экосистемы, мы сможем эффективно управлять ими и сохранить их для будущих поколений», — сказал Гил.