Морское хищничество усиливается в более тёплых водах и может изменить океанские сообщества с изменением климата

Более горячий океан — более голодный океан, по крайней мере, для хищных рыб. В новом полевом исследовании, опубликованном 9 июня в Science, учёные Смитсоновского института обнаружили, что влияние хищников в Атлантическом и Тихом океанах достигает пика при более высоких температурах. Эффекты каскадно распространяются вниз по пищевой цепи, трансформируя другую жизнь в океане и потенциально нарушая балансы, существовавшие тысячелетиями.

"Потребовались тысячи лет, чтобы достичь этого состояния, и вдруг мы повышаем температуру гораздо более высокими темпами", — сказала Гейл Эштон, ведущий автор отчёта и морской биолог Смитсоновского центра экологических исследований (SERC).

Прошлые исследования намекали, что хищники более активны в тропиках, поскольку более высокие температуры, как правило, увеличивают метаболизм животных. Но эмпирические данные из небольших исследований были противоречивыми. И немногие работы пытались определить центральный вопрос: как сообщества жертв реагируют на возросшее давление, что может предвещать, как будет выглядеть более тёплый океан будущего.

"Более тёплые воды, как правило, благоприятствуют животным, находящимся высоко в пищевой цепи, которые становятся более активными и нуждаются в большем количестве пищи — и их жертвы расплачиваются за эту возросшую активность", — сказал соавтор Эмметт Даффи.

Отслеживание хищничества от полюса до полюса

Новое исследование охватило одну из самых больших территорий на сегодняшний день. Международная команда под руководством Смитсоновского института и Университета Темпл координировала работу партнёров на 36 участках вдоль атлантического и тихоокеанского побережий Америк. Участки простирались от Аляски на севере до Огненной Земли на юге. На каждом участке исследователи провели одни и те же три эксперимента с хищниками и жертвами.

В первом эксперименте они отслеживали общую активность хищников с помощью "кальмаровых попсов". Учёные прикрепляли кусок сушёного кальмара к колу и оставляли его под водой на один час, чтобы привлечь рыб. Результаты подтвердили их подозрения: на более тёплых участках хищничество было более интенсивным; в более холодных водах (ниже 20 °C) хищничество падало почти до нуля.

"Этот температурный порог представляет собой экологическую точку перелома в этих прибрежных морских экосистемах, выше которой интенсивность хищничества возрастает", — сказала соавтор Эми Фристаун. "С изменением климата больше прибрежных вод превысит эту точку перелома или станет ещё теплее, что коренным образом изменит функционирование этих экосистем".

Жизнь в прожорливом море

Для ответа на более насущный вопрос — что будет означать более горячий и голодный океан для остальной жизни в пищевой сети — исследователи обратились к своим последним двум экспериментам.

Они наблюдали за неподвижными беспозвоночными, которыми любят лакомиться рыбы, такими как асцидии и мшанки, чтобы увидеть, как хищники повлияют на их рост и численность. В одном эксперименте они наблюдали, как жертвы заселяют и растут на подводных пластиковых панелях в течение трёх месяцев. Некоторые панели имели защитные клетки, не пропускающие хищников, другие оставались открытыми. В последнем эксперименте они поместили защитные клетки вокруг всех подводных жертв на 10 недель, а затем раскрыли половину сообществ жертв ещё на две недели.

В более горячих водах более прожорливые аппетиты хищников оставили непропорционально большие следы в сообществе жертв. Общая биомасса жертв резко сокращалась в тропиках, когда жертвы оставались незащищёнными. Но в самых холодных зонах разница между защищёнными и незащищёнными жертвами была почти незаметна, что позволяет предположить, что хищники не представляли там большой угрозы.

Виды организмов-жертв также менялись в зависимости от доступа хищников. Хищники предпочитали есть одиночных, бутылкообразных асцидий ("морских огурцов"), поэтому эти жертвы понесли большие потери в тропиках, оставшись без защиты. Между тем, обрастающие мшанки ("моховые животные") процветали на вновь освободившемся пространстве, так как рыбы в основном оставляли их в покое.

Одиночные асцидии фильтруют воду и предоставляют укромные уголки для поселения других организмов — две важные функции, которые мшанки выполняют не так хорошо. Это лишь один пример того, как рост активности хищников может изменить экосистемы по мере нагревания более холодных экосистем.

"По мере изменения хищничества одни виды будут победителями, а другие — проигравшими", — сказал соавтор Грег Руис. "Некоторые будут защищены; другие будут уязвимы. Но мы не знаем точно, как это произойдёт".

Тем временем, что произойдёт на экваторе — где температуры могут подняться ещё выше, чем те, что учёные наблюдают сегодня, — остаётся ещё большей загадкой.

"Мы не знаем, что может произойти в тропиках, потому что у нас нет данных с таких высоких температур", — сказала Эштон.