Учёные выяснили, почему морские ежи уничтожают водорослевые леса Калифорнии

Пурпурные морские ежи с пугающей скоростью и масштабами уничтожают леса бурых водорослей (келпа) у побережья Калифорнии. Однако эти леса давно являются домом как для красных, так и для пурпурных ежей, что доказывает возможность их сосуществования. Исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре решили выяснить, какие факторы нарушают этот баланс.

Их анализ, проведённый докторантами Мэй Ренник и Бартом ДиФиоре и опубликованный в журнале Ecology, объединил лабораторные эксперименты с 20-летними полевыми данными. Результаты показывают, что решающим фактором может быть доступность обломков водорослей (детрита).

Гипотеза и эксперимент

Гипотеза, сформулированная соавтором Дэном Ридом ещё в 1980-х годах, заключалась в том, что доступность детрита меняет пищевое поведение ежей: при его изобилии они пассивно питаются обломками, а при нехватке — переключаются на активное поедание живых водорослей.

Для проверки этого учёные собрали пурпурных и красных ежей и в лабораторных условиях измерили, как потребление келпа меняется в зависимости от плотности популяции ежей. Эксперимент показал, что ежи питаются независимо друг от друга: существует линейная зависимость между биомассой ежей и скоростью потребления.

Анализ долгосрочных данных

Затем команда проанализировала 20-летние данные проекта Santa Barbara Coastal Long Term Ecological Research (SBC LTER). Объединив лабораторные данные о потребностях ежей в пище с полевыми данными о количестве детрита, плотности ежей и биомассе живого келпа, исследователи смогли реконструировать, сколько водорослей могли съесть ежи в разные годы.

Результат был ошеломляющим: когда потребность ежей в детрите превышала его доступное количество, биомасса живого келпа сокращалась в 50 раз. Это создаёт петлю положительной обратной связи: чем меньше келпа, тем меньше детрита он производит, что заставляет больше ежей выходить из укрытий и поедать живые водоросли, что ещё больше сокращает популяцию келпа.

Последствия и управление экосистемой

Авторы считают, что их выводы важны для управления лесами водорослей. Наиболее перспективные места для восстановления келпа — не в центре «пустошей», опустошённых ежами, а ближе к другим здоровым лесам, которые могут поставлять достаточное количество детрита.

• Ренник изучает потенциал «ежиной экономики» (urchinomics) — идеи вылова пурпурных ежей и их доращивания в неволе, чтобы оценить, насколько это может помочь восстановлению экосистемы.
• ДиФиоре исследует роль естественных хищников (рыб sheephead и лобстеров) в контроле численности ежей. Крупные лобстеры, являющиеся главными хищниками для ежей, сами — цель коммерческого промысла. Изучается, могут ли морские охраняемые районы стать резервуарами для таких хищников и стабилизировать экосистему.

Хотя учёные не верят в полное исчезновение лесов келпа, их будущее остаётся неопределённым. Понимание механизма, нарушающего баланс между ежами и водорослями, — ключевой шаг к поиску решений.