Крах лесов ламинарии у Северной Калифорнии будет трудно обратить вспять
Спутниковые снимки показывают, что площадь лесов ламинарии у побережья Северной Калифорнии сократилась более чем на 95%. Остались лишь несколько небольших изолированных участков ламинарии Nereocystis luetkeana (бычьей ламинарии). Видовое богатство лесов ламинарии сменилось «пустошами морских ежей», где пурпурные морские ежи покрывают морское дно, лишённое ламинарии и других водорослей.
Новое исследование под руководством учёных из UC Santa Cruz документирует этот драматический сдвиг в прибрежной экосистеме и анализирует события, которые его вызвали. Это был не постепенный спад, а резкий коллапс экосистемы лесов ламинарии после необычного потепления океана у Западного побережья, начавшегося в 2014 году.
Опубликованное 5 марта в Communications Biology, исследование показывает, что леса ламинарии к северу от Сан-Франциско были устойчивы к экстремальным событиям потепления в прошлом, переживая другие сильные морские тепловые волны и события Эль-Ниньо. Однако потеря ключевого хищника морских ежей — морской звезды-подсолнуха (Pycnopodia helianthoides) из-за болезни «синдром истощения морских звёзд» — оставила леса ламинарии Северной Калифорнии без естественных врагов морских ежей, которые являются прожорливыми потребителями ламинарии.
«Было много нарушений одновременно, которые привели к этому коллапсу, и теперь система сохраняется в этом изменённом состоянии», — сказала первый автор Мередит Макферсон.
Исследователи использовали спутниковые снимки миссий Landsat Геологической службы США, начиная с 1985 года, чтобы оценить исторические изменения в площади полога лесов ламинарии.
Бычья ламинария — доминирующий вид, формирующий полог к северу от залива Сан-Франциско, в то время как гигантская ламинария доминирует к югу. Оба вида процветают при сильном апвеллинге (подъёме) холодной, богатой питательными веществами глубинной воды к поверхности у побережья. Морские тепловые волны и события Эль-Ниньо подавляют прибрежный апвеллинг, что приводит к тёплой воде и условиям с низким содержанием питательных веществ, в которых ламинария плохо растёт.
«Потеря устойчивости — вот что сделало этот раз другим. Сочетание потепления океана и исчезновения морских звёзд позволило ежам взять верх», — сказал соавтор Рафаэль Кудела.
Болезнь «синдром истощения морских звёзд» впервые появилась в 2013 году. Морская звезда-подсолнух пострадала сильнее всего и недавно была внесена в список находящихся на грани исчезновения Международным союзом охраны природы (IUCN).
Конец 2014 года ознаменовался началом необычной морской тепловой волны в северо-восточной части Тихого океана, получившей название «капля» (the blob), которая распространилась вниз по Западному побережью в 2015 году. Примерно в то же время начал развиваться сильный Эль-Ниньо, приносящий тёплую воду с юга. Тёплая вода совпала с увеличением популяций морских ежей вдоль Северного побережья.
Леса ламинарии сократились по всему побережью Калифорнии, но не в той же степени, что в Северной Калифорнии. Бычья ламинария — однолетний вид, который заново отрастает каждый год, что может делать её более чувствительной к этим стрессорам, чем гигантскую ламинарию. Но ещё одно критическое отличие Северной Калифорнии — отсутствие других хищников морских ежей, таких как морские выдры (каланы), которые позволили сохраниться участкам здорового леса ламинарии, например, в заливе Монтерей.
«Морских выдр на Северном побережье не видели с 1800-х годов. Пока у нас были морские звёзды-подсолнухи, ламинария чувствовала себя хорошо. Как только они исчезли, в системе не осталось хищников морских ежей», — пояснила Макферсон.
Это означает, что перспективы восстановления лесов ламинарии Северной Калифорнии невелики, если морские звёзды-подсолнухи или какой-либо другой хищник морских ежей не вернётся в систему. Даже если температурные и питательные условия благоприятны для роста ламинарии, новым растениям будет трудно укорениться среди «пустошей морских ежей».
Предпринимаются некоторые усилия по ручному удалению ежей водолазами на отдельных участках, чтобы помочь восстановлению ламинарии (программа Reef Check California предоставила для исследования данные подводных съёмок). Вспышка болезни среди морских ежей также потенциально может привести к их массовой гибели и дать ламинарии шанс на восстановление.
«В отсутствие какого-либо механизма сокращения популяций ежей восстановить и поддерживать леса ламинарии будет трудно», — заявила Макферсон.
Кудела отметил, что температура океана у побережья наконец начала снижаться после периода выше нормы с 2014 года.
«В этом году мы наконец видим, что температура океана начинает снижаться, поэтому мы надеемся, что ситуация обратится естественным путём и ламинария снова сможет разрастись. Мы действительно мало что можем сделать, кроме как продолжать мониторинг. Конечно, долгосрочное решение — сократить наши выбросы углерода, чтобы у нас не было этих экстремальных событий».