Разгадана загадка в морской экологии
Международная междисциплинарная команда исследователей, опубликовавшая статью в журнале Ecography, раскрыла тайну отсутствия связи между продолжительностью пелагической (открытоводной) фазы жизни и географическим распространением морских видов.
Рифовые рыбы и многие другие морские виды всю взрослую жизнь проводят на одном месте, но на ранних стадиях (яйца и личинки) короткое время дрейфуют и плавают в открытом океане. Интуитивно кажется, что продолжительность этой фазы должна определять географический ареал вида: чем дольше дрейф, тем больше расстояние можно преодолеть. Однако многочисленные исследования последовательно не находили никакой связи между этими параметрами.
"Один из самых загадочных результатов в изучении рифовых рыб и других морских организмов, обитающих на дне во взрослом состоянии, но дрейфующих в открытой воде в начале жизни, — это почему их географическое распространение не связано с продолжительностью пелагической фазы", — объясняет соавтор доктор Камило Мора. — "С момента первого предложения этой идеи более 30 лет назад мы ломали голову, пытаясь разрешить эту загадку".
Проверка гипотез
Роль эволюционного возраста вида. Исследователи предположили, что более старые виды имели больше времени для расширения ареала. Они собрали крупнейший на сегодня набор данных по эволюционному возрасту, продолжительности пелагической фазы и географическому распространению рифовых рыб. Анализ показал, что даже с учётом возраста связь между ареалом и временем дрейфа отсутствует.
Роль океанических течений. Команда, включавшая экологов, генетиков и специалистов по моделированию течений, смоделировала пути дрейфа личинок рыб по всем тропическим рифам мира. Использовались современные модели океанических течений и данные о местообитаниях. Моделирование потребовало работы 600 процессоров в течение шести месяцев.
Ключевой результат
Моделирование показало, что большинство рифовых местообитаний в мире настолько взаимосвязаны океаническими течениями, что виды могут быстро расширять свой ареал. Ограничений для географического расселения практически нет.
"Основное предположение об ожидаемой связи между ареалом и продолжительностью пелагической фазы заключается в том, что рифовые местообитания расположены с разной степенью изоляции, которую виды могут преодолеть только в зависимости от времени дрейфа", — говорит соавтор доктор Эрик Тремл. — "Наши симуляции показывают, что это предположение неверно. Благодаря течениям личинки рыб могут попасть почти куда угодно".
Соавтор Джейсон Робертс приводит аналогию: "Это как дать машине и велосипеду час, чтобы проехать 100 метров. Задача настолько проста, что оба транспортных средства достигнут финиша независимо от их скорости. Для рифовых рыб океанические течения предоставляют такие быстрые бесплатные трассы, что виды могут легко достичь подходящих рифов независимо от времени дрейфа".
Исследование даёт объяснение, почему интуитивно важный фактор не играет роли в формировании ареала рифовых рыб. Остаётся открытым вопрос: почему в таком случае все виды рифовых рыб не встречаются повсеместно?