Преимущество смены пола у рыб для восстановления популяции

Человечество потребляет много рыбы, и в некоторых регионах мира она составляет важную часть рациона. Рыболовство иногда может истощать популяции рыб до такой степени, что им становится трудно размножаться и восстанавливать свою численность. Создание морских охраняемых районов (МОР), где рыболовство ограничено или запрещено, помогает рыбам восполнить популяции. Затем их можно вылавливать, когда они покидают МОР и выходят в окружающие воды, что приносит пользу рыбакам за счёт восстановившейся численности.

Однако некоторые виды рыб восстанавливают свои популяции с разной скоростью после прекращения рыболовства в МОР. Новое исследование в журнале Ecological Applications Экологического общества Америки показывает, что виды рыб, способные менять пол, могут восстанавливаться быстрее, чем виды с фиксированным полом.

Большинство исследований по восстановлению популяций в МОР после перелова были сосредоточены на видах с фиксированным полом, где самка остаётся самкой, а самец — самцом всю жизнь. «Думаю, это потому, что многие исследования МОР и учёные предполагают, что большинство видов рыб имеют фиксированный пол», — говорит Скотт Гамильтон, соавтор исследования. Но многие важные промысловые виды не имеют фиксированного пола, и их самки в какой-то момент жизни меняют пол на мужской.

Зачастую рыболовство ведёт вылов рыб только определённого размера. Такой вылов по размеру в итоге нацелен на самцов, поскольку они обычно крупнее, что смещает соотношение полов в популяции в сторону самок. Как на размножение и долгосрочное восстановление популяции видов, способных самостоятельно изменять соотношение полов, влияет вылов самцов?

Исследователи использовали компьютерное моделирование, чтобы изучить, как разные популяции рыб, меняющих пол, реагируют на введение запрета на вылов в МОР, а также в незащищённых условиях. Они также рассмотрели «когда» и «почему» разные виды меняют пол, чтобы увидеть, влияет ли это на восстановление.

Разные виды, меняющие пол, могут следовать нескольким правилам или сигналам, побуждающим их к смене. Например, каменный окунь (gag grouper) меняет пол при достижении определённого размера или возраста. Калифорнийский овцеголов (California sheephead) следует другим правилам: крупные территориальные самцы охраняют территорию для спаривания с самками и ограничивают возможность их смены пола. В этом сценарии самка может сменить пол на мужской и занять территорию только после смерти крупного самца.

В симуляциях исследователей, включающих эти разные типы видов, меняющих пол, оказалось, что время восстановления популяции сильно зависит от степени, в которой для размножения необходимы многочисленные самцы, или от «функции спаривания».

Для таких видов, как каменный окунь, который нерестится в больших группах и меняет пол только при определённом размере или возрасте, вылов самцов проблематичен. Недостаточно самцов для оплодотворения всех икринок, производимых самками, а самки не могут сменить пол и заменить их, пока не вырастут до нужного размера. «В этом случае, — поясняет Гамильтон, — наши выводы указывают, что вид, меняющий пол, вероятно, будет реагировать на создание МОР медленнее и менее предсказуемо, чем вид с фиксированным полом».

Однако для таких видов, как калифорнийский овцеголов, смещение соотношения в сторону самок из-за вылова работает в их пользу. Когда самцов вылавливают, самка меняет пол и занимает его место на территории. Поскольку этот вид размножается по гаремному типу, где один самец спаривается со многими самками ежедневно, эти рыбы не зависят от обилия самцов для роста популяции.

Похоже, что пока самки легко заменяют самцов, а скорость размножения остаётся высокой даже при небольшом количестве самцов, вид, меняющий пол, имеет преимущество в восстановлении популяции перед обычным видом с фиксированным полом. И наоборот, вид, в функции спаривания которого необходимо много самцов, особенно когда самки не становятся самцами, пока не вырастут до определённого размера, оказывается в невыгодном положении.

Хорошая новость в том, что исследователи ожидают, что большинство видов, меняющих пол, относятся к первому, гаремному типу. «К сожалению, — говорит Гамильтон, — функции спаривания практически неизвестны для подавляющего большинства рыб, поэтому необходимо гораздо больше эмпирических исследований, чтобы лучше понять форму функции спаривания для большего числа видов, особенно тех, на которые нацелено рыболовство».