Учёные проследили за яйцами исчезающего каменного окуня Нассау с помощью подводного микроскопа

Каждую зиму у западной оконечности карибского острова Малый Кайман тысячи исчезающих каменных окуней Нассау собираются на нерест в свете полной луны. Рыбы заполняют коралловый риф, и когда ритуал начинается, отдельные самки вырываются из общей массы прямо к поверхности, преследуемые несколькими самцами. Во время этих вертикальных бросков самки выпускают икру, а самцы толпятся, чтобы оплодотворить её, оставляя в лунном свете дрейфующие молочные шлейфы.

Эти драгоценные оплодотворённые яйца — двигатель, питающий всё ещё ограниченное восстановление этого находящегося на грани исчезновения вида, который является ключевым рифовым хищником и когда-то был целью важного промысла в Карибском бассейне. Но куда попадают эти яйца после того, как их уносит течением?

Учёные из Океанографического института Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего, Университета штата Орегон (OSU) и природоохранной организации Reef Environmental Education Foundation (REEF) объединились с Департаментом окружающей среды Каймановых островов, чтобы ответить на этот вопрос, физически отслеживая облака крошечных прозрачных икринок окуня Нассау в течение ночи с помощью подводного микроскопа, разработанного учёным из Морской физической лаборатории Скриппса Жюлем Джаффе.

В новом исследовании, опубликованном 10 мая в Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, исследователи показывают, что в 2017 году оплодотворённые яйца с нерестилища на Малом Каймане были отнесены течениями обратно на рифы в других частях острова. Опираясь на эти прямые наблюдения и данные о течениях, собранные в ночи нереста на Малом Каймане, команда также использовала компьютерную модель, чтобы выяснить, куда, вероятно, попали оплодотворённые яйца в 2011 и 2016 годах.

Модель предсказала, что в 2011 году многие личинки окуня Нассау вернулись на Малый Кайман, что согласуется с предыдущими исследованиями, показавшими, что репродуктивный сезон 2011 года привёл к значительному росту популяции вокруг Малого Каймана. Для 2016 года модель предсказала, что течения унесли часть оплодотворённых яиц на соседний остров Большой Кайман — популяцию каменного окуня Нассау, которая восстановилась не так хорошо, как на Малом Каймане.

Исследование демонстрирует, как репродуктивный успех и конечный пункт назначения икры окуня могут меняться от года к году, а также показывает, что местные природоохранные меры по защите окуня Нассау способствуют росту местных популяций и иногда приносят пользу соседним островам.

Ключевые выводы и методы

• Восстановление популяции: На Малом Каймане защита позволила популяции окуня Нассау восстановиться с примерно 2000 рыб до примерно 7000 к 2018 году. Популяция на соседнем Кайман-Браке выросла с около 500 до 2000. Популяция на Большом Каймане ещё не показывает признаков восстановления.
• Важность местного воспроизводства: Проект «Луна окуня» (Grouper Moon Project) — партнёрство между REEF, Департаментом окружающей среды Каймановых островов и исследователями из Скриппса и OSU — показал, что взрослые особи окуня Нассау не мигрируют между островами. Это означает, что популяции будут восстанавливаться только за счёт местного размножения или в удачные годы, когда течения приносят личинок с других островов.
• Полевые работы 2017 года: Во время нереста 14 февраля 2017 года исследователи выпустили в шлейф икры пять дрифтеров — больших холщовых «носков», которые движутся с течением на глубине около 50 футов, привязанных к мигающим сферическим буям на поверхности. Лодка следовала за дрифтерами 15 часов подряд, буксируя специально разработанный подводный микроскоп зигзагом по их пути.
• Адаптированный микроскоп: Устройство, изначально созданное командой Джаффе для фотографирования планктона у пирса Скриппса, идеально подошло для наблюдения за рассеиванием крошечных прозрачных икринок окуня. За две ночи нереста в 2017 году было сделано 238 184 изображения, на 2 265 из которых были идентифицированы икринки окуня Нассау, привязанные к 3D-координатам.
• Результаты отслеживания: В первую ночь нереста 2017 года икра ушла на север (один дрифтер оказался у южного побережья Кубы через 18 дней). Во вторую ночь икра и личинки, выметанные на нерестилище Малого Каймана, в основном были доставлены обратно на рифы Малого Каймана.
• Моделирование для 2011 и 2016 годов: На основе данных дрифтеров и прямых наблюдений 2017 года была создана модель. Она предсказала, что нерест 2011 года (ключевой для последующего восстановления популяции) в основном возвращал икру на рифы Малого Каймана. Модель для 2016 года показала, что оплодотворённые яйца попали на Большой Кайман.

Значение исследования

Результаты подтверждают, что облако икры обычно остаётся достаточно сконцентрированным, чтобы дрифтеры были надёжным и относительно низкотехнологичным способом оценки вероятного местонахождения личинок в первые 24 часа после нереста. Процветающая популяция Малого Каймана, по-видимому, способна к самовоспроизводству, а также иногда «жертвует» личинками соседним островам.

«По крайней мере, на Малом Каймане местные меры защиты приносят пользу местным популяциям рыб, что может быть очень полезным стимулом для мотивации к сохранению», — сказал Брайан Сток, первый автор исследования. — «Это также подчеркивает важность защиты нерестовых скоплений рыб для других видов, которые размножаются таким же образом».

Физическое отслеживание икры прокладывает путь к пониманию причин репродуктивных всплесков, подобных тому, что пережили окуни Нассау на Малом Каймане в 2011 году. Понимание факторов (перенос течениями, хищничество, голод), влияющих на выживаемость личинок, является фундаментальным для эффективного сохранения видов и управления рыболовством.