Учёные изучают загадочного захватчика в крупнейшем подводном лугу Чесапикского залива

Исследователь Джуди О'Нил в гидрокостюме, с маской и трубкой погружается в одну из важнейших экосистем Чесапикского залива — обширные подводные луга Сускеханна-Флэтс. Но её цель — не сами водные травы, а загадочный захватчик в их среде под названием microseira, который становится там всё более распространённым.

Расположенные у берегов Хейвр-де-Грейс (Мэриленд), Флэтс лежат в устье реки Сускеханна, крупнейшего притока залива. По оценкам 2023 года, этот просторный луг погружённой водной растительности (SAV) занимает более 10 600 акров. Он является ключевой средой обитания для подводных существ и критически важным фильтром для вредных осадков и питательных веществ, несущихся вниз по Сускеханне.

О'Нил, доцент-исследователь из Университета Мэрилендского центра экологических наук, сосредоточена на похожих на водоросли матах microseira, вросших в осадок под зарослями трав. Ранее известная как lyngbya, microseira — это тип цианобактерий, фотосинтезирующих бактерий, растущих скоплениями на дне. По мере прогрессирования сезона она поднимается на травы в поисках солнечного света, а иногда всплывает неприглядными матами на поверхность воды.

"В Австралии её называют волосами русалки, — говорит О'Нил. — Но мы всегда шутим, что не хотим встречать такую русалку".

Родственные цианобактерии встречаются в тропиках, например, на Гавайях и в Австралии. Но в Флэтс исследователи из Мэриленда впервые заметили её в 2004 году, после жалоб рыбаков на то, что маты цепляются за их снасти. В последние годы её распространённость, по-видимому, растёт, и потепление вод из-за изменения климата может подлить масла в огонь.

Однако влияние microseira на Флэтс остаётся неясным. Пока что цианобактерия, похоже, не замедляет рост крупнейшего травяного луга Чесапика.

Восстановление Флэтс после почти полного уничтожения в 1970-х годах — часто упоминаемая история успеха для залива. Последнее соглашение о восстановлении залива, подписанное в 2014 году, ставило цель достичь 185 000 акров подводных трав к 2025 году. Однако последняя оценка Института морских наук Вирджинии показала, что в 2023 году их было 82 937 акров — значительный прогресс по сравнению с 2019 годом, но всё ещё далеко от цели.

Современная наука подчёркивает важность мелководных местообитаний, таких как Флэтс. В то время как на глубоководье сокращение питательных веществ и осадков не привело к ожидаемому росту уровня растворённого кислорода, на мелководье улучшения наступают быстрее, особенно с возвращением подводной растительности.

В Флэтс microseira теперь легко найти. Исследователи считают, что она питается в основном питательными веществами в воде и унаследованным фосфором в осадке Флэтс.

В других местах, например во Флориде и Австралии, похожие цианобактерии вытесняли водную растительность. Но в Чесапике, похоже, идёт другая история, говорит Брук Лэндри, курирующая SAV в Департаменте природных ресурсов Мэриленда.

"К августу её просто очень много. Она покрывает сотни акров луга, — говорит Лэндри. — И мы думаем: как же это не оказывает негативного воздействия? А потом смотрим — и трава под ней ярко-зелёная и выглядит счастливой".

По словам О'Нил, причина может быть в здоровье самих Флэтс. Трава здесь может вырастать до 6 футов в длину, часто достигая поверхности, поэтому microseira не может полностью покрыть её и блокировать солнечный свет. В других средах, например во Флориде, трава не может вырасти так высоко, иногда из-за прожорливых морских видов, таких как черепахи и ламантины.

Но у microseira есть свои "оружия", включая способность фиксировать азот — поглощать его из атмосферы и использовать для роста, чего не могут делать водоросли. Поэтому простое сокращение стока питательных веществ в воду не остановит её.

"Я не хочу, чтобы люди думали, что сокращение питательных веществ — плохая идея. Это не так, — говорит О'Нил. — Но есть и другие стратегии смягчения последствий, которые использовались в других местах для спасения морской травы, включая сбор microseira".

В тропиках некоторые виды lyngbya вызывают у людей "болезнь жалящих водорослей", раздражая кожу, глаза и дыхательные пути своими токсинами. Однако microseira из Флэтс производит другие токсины, которые не представляют такой угрозы для людей, говорит Кэти Важняк из Департамента природных ресурсов.

"Это не угроза для здоровья человека, потому что эти токсины нужно проглотить, а я не думаю, что кто-то делает салат из этого донного мата, — говорит Важняк. — Но есть последствия для животных, возможно, для экосистемы".

Учёные всё ещё пытаются определить влияние этих токсинов. Их нашли в крошечном зоопланктоне, живущем на матах, но неясно, передаётся ли токсин по пищевой цепи и какие эффекты он может иметь.

Глобально цианобактерии, по-видимому, становятся более многочисленными и распространяются на новые регионы по мере потепления подводных экосистем.

"Это происходит не только здесь. Вид, с которым мы работаем в морской среде и который раньше был ограничен Флоридой, я теперь нахожу на Кейп-Коде", — говорит О'Нил.

Исследование microseira — лишь одна глава в истории Флэтс. Переломный момент наступил в 1972 году, когда ураган Агнес мощными паводковыми водами уничтожил луга.

"SAV не было на Флэтс около 30 лет — и затем внезапно, в начале 2000-х, оно вернулось", — говорит Кэсси Гурбиш, доцент морских наук Колледжа Святой Марии в Мэриленде.

Это возрождение стало темой её диссертации. Она определила, что несколько факторов совпали: сокращение питательных веществ (включая запрет фосфатов в моющих средствах) и засушливый период в регионе создали "окно возможностей" для трав. Как только трава преодолела определённую точку невозврата, рост луга стал экспоненциальным.

"Это как несущийся поезд. Мы называем это положительной обратной связью, — говорит Гурбиш. — Растения очищают воду, значит, они получают больше света, затем могут расти ещё больше, очищать воду ещё сильнее и получать ещё больше света".

Результат — усиленная экосистема, которая может лучше противостоять угрозам, таким как ураган Ли (2011), сильные дожди 2018 года и другие притоки загрязняющих веществ.

Для наблюдателей это означает пышный подводный луг, видимый с лодки на мелководье и завораживающий при погружении, среди колышущихся зелёных побегов.

"Я постоянно твержу друзьям и соседям, насколько удивителен Чесапикский залив и его SAV. Но их восприятие купания в заливе всё равно — просто 'фу', — говорит Лэндри. — А ведь есть эти прекрасные районы, где вода кристально чистая".