Меньше паразитов в лагуне Индиан-Ривер указывает на серьёзные проблемы экосистемы

Хотя обилие паразитов может казаться негативным признаком, их отсутствие на самом деле сигнализирует о проблемах в окружающей среде. Паразиты — часть природы и встречаются почти во всех основных группах животных. Экосистемы с богатым биоразнообразием обычно имеют и большое разнообразие паразитов, поскольку те зависят от конкретных хозяев.

Антропогенное воздействие, такое как загрязнение, нарушает экосистемы и может разрушить связи «хозяин–паразит». Некоторые паразиты нуждаются в нескольких разных хозяевах для завершения жизненного цикла, поэтому их присутствие многое говорит о здоровье и сложности экосистемы.

В 1970-х годах лагуна Индиан-Ривер (IRL) считалась одной из самых чистых прибрежных лагун Флориды. Сегодня эта 156-мильная лагуна страдает от частых вредоносных цветений водорослей (HABs), вызванных избытком питательных веществ с ферм, из септических систем и городских территорий. Эти цветения сильно сократили площади морских трав — важнейших местообитаний для рыб и беспозвоночных, которые до сих пор не восстановились.

Исследователи из Института океанографии Харбор-Бранч и Колледжа науки Чарльза Э. Шмидта Университета Флориды Атлантик, а также из Флоридского океанографического общества предположили, что уровень паразитов в IRL изменился из-за этих экологических сдвигов. Несмотря на отдельные данные, долгосрочных наборов данных по паразитам для IRL не существует. Чтобы восполнить этот пробел, исследователи использовали метаанализ, сравнив свои находки с глобальными данными по сходным видам и экосистемам.

Результаты исследования, опубликованного в журнале Estuaries and Coasts, показали, что паразиты в IRL встречаются реже, чем в других прибрежных и эстуарных экосистемах мира. Доля заражённых хозяев в IRL оказалась примерно на 11% ниже, чем обычно наблюдается в схожих условиях.

Более важно то, что исследователи обнаружили ещё большее снижение — примерно на 17% — в распространённости паразитов на личиночной стадии, которым для завершения жизненного цикла нужны несколько хозяев. Такие паразиты часто зависят от стабильной и сложной пищевой сети, перемещаясь от жертвы к хищнику по мере развития.

Тот факт, что они гораздо менее распространены в IRL, указывает на то, что местная пищевая сеть может быть упрощена или нарушена, вероятно, из-за экологических стрессоров: загрязнения, потери местообитаний и повторяющихся цветений водорослей. Это снижение сложности может означать меньше взаимодействий между видами и в целом менее устойчивую экосистему.

«Лагуна Индиан-Ривер в основном окружена пригородной застройкой, но наши данные по паразитам говорят, что её пищевая сеть больше похожа на сети в сильно урбанизированных районах», — сказал Кристофер Мур, доктор философии, старший автор и постдокторант Университета Флориды, проводивший это исследование в FAU Harbor Branch.

«Проблемы с качеством воды и фрагментированный покров морских трав, вероятно, ограничивают свободное перемещение видов-хозяев, что, в свою очередь, снижает присутствие паразитов и сигнализирует об упрощённой, более хрупкой экосистеме. По мере продолжения восстановительных работ наши данные по паразитам могут служить полезным базовым уровнем для отслеживания восстановления пищевой сети лагуны после многих лет загрязнения питательными веществами и деградации местообитаний».

С октября 2022 по октябрь 2023 года исследователи отбирали пробы на шести участках в центральной и южной частях IRL, сосредоточившись на зонах, где морская трава начала восстанавливаться после её гибели из-за цветения водорослей в 2019 году. Они собирали и препарировали рыб и ракообразных, регистрируя паразитов со сложным жизненным циклом — таких как нематоды, ленточные черви, трематоды и паразитические равноногие раки. Для идентификации паразитов использовались как визуальный осмотр, так и ДНК-штрихкодирование. Результаты сравнили с другими исследованиями, чтобы оценить уровень присутствия и обилия паразитов в IRL.

• Ракообразные и рыбы в IRL имели более низкие показатели заражённости паразитами, чем сходные виды в других экосистемах — на 11% ниже у ракообразных и на 8% ниже у рыб.
• Меньше паразитов использовали этих животных в качестве окончательных хозяев — на 5% меньше для ракообразных и на 11% меньше для рыб.
• Хотя в других системах мелкие приливные рыбы обычно являются хозяевами для большего числа паразитов, чем ракообразные, в IRL такой разницы не наблюдалось.
• В целом распространённость паразитов в IRL была ниже на 34%, при наибольшем снижении у дигенетических трематод (15%), равноногих раков (20%) и нематод (9%).

«Эти результаты подчёркивают разительный сдвиг в экологическом здоровье лагуны Индиан-Ривер», — сказал Майкл Маккой, доктор философии, соавтор и профессор FAU Harbor Branch и Колледжа науки Чарльза Э. Шмидта.

«Значительно более низкая распространённость паразитов — особенно среди трематод, равноногих раков и нематод — указывает на нарушение биоразнообразия, необходимого для поддержания их сложных жизненных циклов. Паразиты часто являются невидимыми индикаторами целостности экосистемы, и здесь их дефицит говорит нам о чём-то важном».

Паразиты с идентифицируемыми личиночными стадиями, такие как ленточные черви (цестоды), скребни (акантоцефалы) и трематоды, также встречались гораздо реже ожидаемого. Личиночные цестоды или акантоцефалы не были найдены в крабах, что говорит о практически полном отсутствии этих сложных паразитов в лагуне. Хотя изучались только крабы, это указывает на общий дефицит таких паразитов в районе.

«Так же, как и в сложной эстуарной системе залива Пьюджет-Саунд в штате Вашингтон, наши данные по паразитам предполагают, что пищевые сети в лагуне Индиан-Ривер нарушены, в основном из-за потери морских трав», — сказал Мур.

«Эти нарушения привели к сокращению численности мезохищников, таких как морская форель, чья популяция резко упала после первых вредоносных цветений водорослей в 2011 году. Эти цветения, вызванные избытком питательных веществ, повреждают местообитания морских трав и нарушают баланс хищников и жертв в экосистеме».

Соавтором исследования является Криста Маккой, доктор философии, директор по исследованиям и охране природы Флоридского океанографического общества.