Облака заставляют морских животных совершать "мини-миграции" днём

Каждую ночь мелкие рыбы и микроскопические животные — зоопланктон — совершают путешествие к поверхности океана, чтобы покормиться микроскопическими растениями при лунном свете, возвращаясь на глубину на рассвете. Теперь, используя данные полевой кампании EXPORTS 2018 года в северо-восточной части Тихого океана, учёные показали, что некоторые виды зоопланктона, обитающие в сумеречной зоне океана на глубинах более 300 метров, также перемещаются вверх-вниз в ответ на изменения освещённости из-за облачного покрова.

Ежевечернее путешествие со дна океана к поверхности называют крупнейшей миграцией на Земле из-за количества животных и расстояния, которое преодолевают эти крошечные существа. NASA наблюдало эту глобальную миграцию с помощью космического лазера на спутнике CALIPSO. Учёные также документировали эти миграции во время затмений, полнолуний и штормов.

"То расстояние, которое они проплывают, довольно впечатляет, учитывая длину их тела", — сказала Мелисса Оманд, доцент океанографии. "Это как если бы я из Род-Айленда каждый день ездила в Бостон и обратно", — примерно 80 миль.

В течение дня, когда над головой проплывают облака, зоопланктон совершает "мини-миграции" в среднем на расстояние около 50 футов (15 метров). В сумме они составляют 30% от средней дистанции ночной миграции, как сообщила команда в исследовании, опубликованном 2 августа в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Эти выводы могут повлиять на понимание метаболических потребностей зоопланктона — ключевых игроков в морской пищевой сети и переносе углерода в океане.

Открытие основано на данных миссии NASA EXPORTS, целью которой является лучшее понимание переноса и судьбы углерода из верхних слоёв океана на глубину с помощью спутниковых наблюдений и современных океанологических технологий. Оманд была одной из более чем 100 учёных из почти 30 исследовательских институтов, участвовавших в кампании. Во время экспедиции они использовали прибор акустический доплеровский профилограф течений (ADCP) для измерения океанских течений. Прибор посылает звуковые импульсы, которые отражаются от взвешенного материала в толще воды, например, частиц или зоопланктона.

Анализируя данные ADCP, Оманд заметила интригующие "колебания" в данных, указывающие на движение чего-то вверх-вниз в водной толще. Основываясь на частоте звуковых волн (150 кГц) и морских животных, пойманных в сети в других параллельных экспериментах EXPORTS, этим "чем-то" с большой вероятностью был зоопланктон. Она также заметила, что эти колебания совпадали с изменениями солнечного света, измеренными радиометром на корабле.

Для Оманд это означало, что зоопланктон перемещался вверх-вниз по мере изменения света из-за проплывающих облаков. Её простая компьютерная модель подтвердила подозрения: зоопланктон следовал за изолюменами — областями в океане с одинаковым количеством света. Например, когда облачный покров не позволял солнечному свету проникать так глубоко, зоопланктон плыл к поверхности, чтобы оставаться в воде с предпочитаемой им яркостью. Когда облака рассеивались, он возвращался вниз. Согласно модели, зоопланктон реагировал на изменения яркости всего на 10% или 20% — разницу, незаметную для людей на палубе корабля.

"Это открытие ставит действительно хорошие вопросы о том, есть ли эволюционное или экологическое преимущество у такого дневного поведения", — сказала Оманд. Она отмечает, однако, что это лишь одна серия наблюдений в одной точке северо-восточной части Тихого океана. Кроме того, данные ADCP не могут идентифицировать конкретные виды зоопланктона. Эти новые результаты показывают, что некоторые животные сумеречной зоны значительно более активны, чем считалось ранее. Необходимо больше информации, чтобы полностью понять, почему зоопланктон тратит энергию на перемещения вверх-вниз в течение дня в ответ на небольшие изменения света, и является ли такое поведение распространённым среди разных видов зоопланктона и в океанах по всему миру.