Студенты обнаружили, что морские звезды-подсолнухи отпугивают поедающих водоросли морских ежей
Морские ежи не имеют ни мозга, ни сердца. Но если поместить их рядом с характерной морской звездой-подсолнухом, то где-то в их теле, похожем на подушечку для иголок, они чувствуют опасность. Это основной вывод нового исследования экологов и студентов Калифорнийского университета в Санта-Круз, которые хотели проверить, отпугивает ли этот конкретный вид морской звезды ежей от поедания водорослей.
Исследование, опубликованное 9 июля в журнале Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, провели студенты UC Santa Cruz, прошедшие университетскую подготовку по научным погружениям. Они использовали акваланги и разместили запертых в клетках морских звезд-подсолнухов (Pycnopodia helianthoides) на морском дне в нескольких милях к востоку от Ситки, Аляска, где местные ежи превратили некогда процветающие леса водорослей в пустоши.
Курс BIOE 159 Marine Ecology Field Quarter — это погружение, которое дает студентам не только возможность проводить настоящие подводные исследования и публиковать работу, но и понимание возможных карьерных путей.
«Очень приятно видеть нашу работу опубликованной и представленной как возможный способ защиты и восстановления прибрежных популяций водорослей», — сказала ведущий автор исследования Рэй Манкузо. «Леса водорослей — это высокопродуктивные, экономически важные и культурно значимые экосистемы. Но в последние годы по всему северо-восточному Тихому океану эти леса резко сократились».
Важность водорослей
Эти подводные леса служат питомниками для тысяч морских видов, включая коммерчески важных, таких как морское ушко и морской окунь. Помимо экологической ценности, леса водорослей вносят, по оценкам, 500 миллиардов долларов ежегодно в мировую экономику, являясь ключевым ингредиентом в продуктах от зубной пасты и фармацевтики до салатных заправок.
Примерно десять лет назад леса водорослей в некоторых крупных регионах Калифорнии и Орегона исчезли примерно в то же время, когда морские звезды-подсолнухи стали локально вымирать — в основном из-за вспышки разрушительной болезни истощения в 2013 году. Многие пострадавшие районы не восстановили ни Pycnopodia, ни водоросли, что вызвало интерес к восстановлению лесов и вопросы о роли морских звезд-подсолнухов в их исчезновении и потенциальном использовании для восстановления.
«Мы показываем, что морские звезды создают "ландшафт страха" среди красных морских ежей на деградировавших ежовых пустошах, что снижает выпас водорослей», — сказала старший автор исследования Кристи Крокер, профессор экологии и эволюционной биологии UC Santa Cruz. «Это очень голодные ежи, которых достаточно отпугивает запах морской звезды, чтобы удержать от поедания водорослей, что обнадеживает в контексте их роли в восстановлении лесов».
Как они это сделали
Студенты разместили пары клеток из пластиковых труб, покрытых мелкой сеткой, в трех разных местах с деградировавшими ежовыми пустошами. Лезвия водорослей были прикреплены к веревкам, привязанным ко всем клеткам, в качестве приманки. Клетки располагались на расстоянии около 60–100 футов друг от друга: одна оставалась пустой (контроль), а в другую помещали морскую звезду-подсолнух.
Уже через 24 часа были получены результаты: красные ежи держались в среднем на расстоянии около 6 футов от водорослей, привязанных к клеткам со звездами. Это резко контрастировало с поведением зеленых морских ежей в том же районе, которых звезды не отпугивали, и они съели прикрепленные водоросли.
Несмотря на смешанные результаты, исследование показало, что морские звезды явно отпугивают один тип ежей, и по этой причине сохранение Pycnopodia следует рассматривать наряду с другими подходами к восстановлению лесов водорослей. Манкузо отметила, что присутствие морских звезд-подсолнухов с их набором из двух десятков лучей было бы гораздо более экономически эффективным способом контроля популяций травоядных ежей, чем текущие методы, такие как ручной сбор их дайверами.
Отпугнут ли они пурпурных ежей?
Авторы также предположили, что свободно перемещающиеся морские звезды могут держать ежей еще дальше от лесов водорослей, и что необходимы дополнительные исследования, чтобы проверить, будет ли присутствие Pycnopodia иметь аналогичный эффект на пурпурных морских ежей — самых печально известных уничтожителей водорослей в регионе.
«Мое предположение, основанное на знаниях, заключается в том, что они также будут сдерживать выпас пурпурных ежей, но вопрос в том, насколько и как долго», — сказала Крокер. «Есть много неизвестных, которые необходимо устранить, и много шагов, которые необходимо предпринять между нашими результатами и реинтродукцией Pycnopodia для восстановления лесов водорослей».
Другими авторами статьи «Химические сигналы морской звезды-подсолнуха локально снижают потребление водорослей, вызывая реакцию бегства у красных морских ежей» из UC Santa Cruz являются бывшие однокурсники Манкузо Рози Кэмпбелл и Натан Хантер, а также профессор экологии и эволюционной биологии Пит Раймонди. В исследовании также участвовали Сара Гравем из Университета штата Орегон и Аарон Галлоуэй из Университета Орегона.