Самый детальный анализ лесов ламинарии на сегодняшний день показывает доминирование невидимых паразитов в межвидовых взаимодействиях

Новое исследование представляет наиболее обширную экологическую пищевую сеть, включающую паразитов. Работа, опубликованная в журнале Scientific Data, основана на восьмилетнем исследовании и включает более 21 000 взаимодействий между 942 видами, все тщательно аннотированные.

Понимание трофических взаимодействий («кто кого ест») в экосистеме — ключевая информация для биологов. Однако экологи часто упускают паразитов при изучении этих связей. «Если вы игнорируете половину взаимодействий в системе, вы на самом деле не знаете, что в ней происходит», — говорит ведущий автор исследования Дана Мортон, недавний выпускник UC Santa Barbara.

Предыдущие работы её наставников, Арманда Куриса и Кевина Лафферти, показали, что паразиты обычны в пищевых сетях эстуариев. Мортон решила изучить более разнообразную экосистему — леса ламинарии у побережья Калифорнии. Она быстро осознала, что существующие пищевые сети для этой экосистемы слишком обобщённые, и пришлось начинать с нуля.

Масштабная работа

Сначала был составлен список видов, обитающих в лесу ламинарии. Авторы использовали все возможные источники: обзоры литературы, данные долгосрочных исследовательских программ (Santa Barbara Coastal Long Term Ecological Research Program, Channel Islands National Park Kelp Forest Monitoring), консультации с дайверами и собственные полевые исследования.

Затем были определены все взаимодействия, которые в основном разделили на три типа: хищник-жертва, паразит-хозяин и хищник-паразит. Стало ясно, что взрослые особи и молодь часто играют разные роли в пищевых сетях, что потребовало более детального подхода, чем в других подобных работах.

Каждый узел в сети (вид или стадия жизни) снабжён ссылкой на источник. Особое внимание уделялось оценке неопределённости: для каждого из десятков тысяч предполагаемых взаимодействий оценивалась уверенность исследователей. Для потенциальных связей паразит-хозяин рассчитывалась вероятность ложноотрицательных результатов. Если у отсутствующей в данных связи был более 50% шанс быть ложноотрицательной, она включалась в сеть.

Чтобы проект не разросся до изучения всего восточной части Тихого океана, Мортон ограничила исследование каменистым рифом в диапазоне глубин произрастания гигантской ламинарии. Вирусы, бактерии и многие виды фитопланктона не включались.

Сложная система

Итогом многолетней работы стала комплексная пищевая сеть, включающая 492 свободноживущих вида и 450 паразитов. С учётом специфических стадий жизненного цикла общее число узлов достигло 1 098, а связей между ними — 21 956.

«Это первая пищевая сеть для действительно структурно сложной морской экосистемы, которая очень динамична и открыта», — отмечает Мортон. Включение мелких свободноживущих беспозвоночных удвоило размер сети. Добавление взаимодействий с паразитами удвоило его снова.

Паразиты оказались даже более распространены в пищевой сети леса ламинарии, чем в эстуарных сетях, которые вдохновили проект. Хотя сеть, наполненная паразитами, может показаться нездоровой, на самом деле это хороший признак, поскольку паразитам часто нужны сложные пищевые цепи для завершения жизненного цикла. «Обнаружение множества паразитов указывает на сохранность трофических структур и высокое видовое разнообразие», — поясняет Мортон.

«Этот новый взгляд на пищевые сети лесов ламинарии отодвигает рыб на задний план, — говорит соавтор и научный руководитель Мортон Кевин Лафферти. — Основное действие связано с беспозвоночными. И большинство этих беспозвоночных были паразитами».

Мортон также удивило большое количество паразитов, использующих птиц и млекопитающих в качестве окончательных хозяев. Это говорит о большем, чем ожидалось, присутствии птиц и млекопитающих в экосистеме леса ламинарии.

Следующие шаги включают сравнение этой пищевой сети с другими приливными и озёрными сетями из литературы, которые включают паразитов, а также изучение того, как сеть может измениться с потеплением океана. Основная цель публикации данных — информирование природоохранных мероприятий и управления ресурсами в экосистемах лесов ламинарии.

«Я надеюсь, что эта работа предоставит людям ресурсы для более механистического понимания того, что они наблюдают, — говорит Мортон, — потому что теперь у них есть, по сути, карта всех возможных процессов в этой экосистеме».