Роль морских ежей в калифорнийских лесах водорослей: новое исследование

Морские овцы (California sheephead) и колючие лобстеры могут помогать контролировать популяции морских ежей в лесах водорослей (kelp) Южной Калифорнии, где давно отсутствуют каланы — главные хищники морских ежей. К такому выводу пришло новое исследование Университета Сан-Диего (SDSU), опубликованное в журнале Ecology. Работа проливает свет на сложные отношения хищник-жертва в экосистемах водорослевых лесов в отсутствие каланов.

Это первое исследование, которое экспериментально проверило относительное влияние, или скорость поедания, морских овец и колючих лобстеров по сравнению с каланами, чей исторический ареал простирался от Британской Колумбии (Канада) до Нижней Калифорнии (Мексика).

Важность экосистемы

Здоровые леса водорослей имеют экономическое и экологическое значение для побережья. Они служат питомниками и средой обитания для ценных промысловых видов, местами для отдыха и являются основой пищевых сетей рифов.

Баланс в экосистеме

Водорослевые леса зависят от правильного баланса травоядности и хищничества. Морские ежи обитают на морском дне и питаются макроскопическими водорослями, включая гигантские водоросли (giant kelp). Если их популяция не контролируется хищниками, они могут опустошить леса водорослей и предотвратить их рост. Это может превратить процветающее сообщество в океаническую пустыню, известную как "ежевые пустоши" (urchin barren).

Загадка Южной Калифорнии

Взаимоотношения хищников и жертв различаются. В последнее время морские ежи опустошили леса водорослей в Северной Калифорнии, что заставило исследователей задаться вопросом: почему леса Южной Калифорнии остаются относительно нетронутыми без каланов?

Предыдущие исследования указывали, что Морские Охраняемые Районы (Marine Protected Areas) в Южной Калифорнии являются домом для разнообразных хищников, что приводит к меньшему количеству ежей и обилию водорослей. Роберт Данн и его научный руководитель Кевин Ховел из SDSU решили лучше понять потенциал контроля "сверху вниз" со стороны двух этих хищников.

Экспериментальный подход

"Одна из главных особенностей исследования Роберта в том, что ему впервые удалось экспериментально контролировать многие факторы, что позволило проверить, обладают ли эти хищники достаточным влиянием, могут ли они есть достаточно быстро и достаточно ли их в экосистеме, чтобы сильно влиять на морских ежей", — отмечает Ховел, профессор биологии в Институте побережья и моря SDSU.

Согласованность с мировыми данными

Новые выводы согласуются с международными исследованиями. Данн отметил, что недавнее исследование в южной Австралии "обнаружило сопоставимые результаты: хищники и болезни, по-видимому, способны контролировать ежей до определенной плотности, аналогичной найденной нами, но как только плотность ежей становится очень высокой, эти два фактора перестают регулировать их популяции. Поскольку наши результаты согласуются с данными по другим рифам, мы считаем это веским доказательством надежности наших выводов".

Значение и дальнейшие шаги

Исследование предоставляет ценную информацию для понимания и защиты калифорнийских водорослевых лесов. Однако ученые отмечают, что необходимы дальнейшие исследования, чтобы выяснить сложные отношения между морскими ежами и их хищниками.

"Эти результаты проливают свет на очень тонкие взаимоотношения, требующие дальнейшего изучения на каменистых рифах по всему миру, — говорит Данн. — В то же время мы уже ощущаем последствия глобального изменения климата, которые окажут дополнительное влияние на эти важные экосистемы".

В рамках своего стипендиального проекта (NMFS-California Sea Grant Fellowship) Данн сотрудничал с исследователями Национальной службы морского рыболовства (NMFS) и UC Davis для продолжения этой работы с использованием модельного подхода. Сейчас он начал постдокторскую позицию в SDSU, чтобы углубить исследование, оценивая демографические показатели колючих лобстеров, их положение в пищевой сети и генетическую структуру популяции.