Великий китовый конвейер: моча гигантов питает экосистемы

Крупные киты играют важнейшую роль в поддержании здоровья Мирового океана, выступая в роли гигантских транспортеров питательных веществ. Ранее было известно, что киты, кормясь на глубине и испражняясь у поверхности, способствуют вертикальному переносу элементов, необходимых для роста планктона. Новые исследования показывают, что киты также осуществляют масштабный горизонтальный перенос питательных веществ на тысячи километров, в основном через свою мочу.

Исследование, проведенное под руководством Университета Вермонта и опубликованное в журнале Nature Communications, выявило, что киты переносят огромные объемы нутриентов из богатых холодных вод, где они питаются, к теплым экваториальным побережьям, где размножаются и рожают потомство. Этот перенос происходит не только с мочой, но и через слущивающуюся кожу, туши погибших животных, фекалии детенышей и плаценту.

Биолог Джо Роман из Университета Вермонта, один из руководителей исследования, объясняет, что прибрежные тропические и субтропические зоны часто характеризуются прозрачной водой, что указывает на низкое содержание азота, и многие из них включают коралловые рифы. Поступление азота и других питательных веществ, приносимых китами, критически важно для роста фитопланктона, микроскопических водорослей, которые служат пищей для акул, других рыб и множества беспозвоночных.

Согласно расчетам ученых, крупные усатые киты, включая гладких, серых и горбатых, ежегодно транспортируют около 4000 тонн азота в бедные питательными веществами прибрежные районы по всему миру. Вместе с этим они переносят более 45 000 тонн биомассы. До начала эпохи китобойного промысла, который катастрофически сократил популяции этих гигантов, объемы такого переноса могли быть в три и более раз выше.

Этот процесс можно сравнить с работой гигантского конвейера. Например, тысячи горбатых китов мигрируют из обширных районов нагула в заливе Аляска к относительно небольшим акваториям у Гавайских островов для размножения. Ученые подсчитали, что в Национальном морском заповеднике гавайских островов для горбатых китов приток питательных веществ от китов – в виде мочи, кожи, останков и фекалий – примерно удваивает объем, переносимый местными физическими процессами.

Джо Роман называет это «великим китовым конвейером» или «воронкой», поскольку киты кормятся на огромных пространствах, но для спаривания, размножения и родов им необходимо собираться в относительно ограниченных зонах. Он добавляет, что новорожденные китята поначалу не обладают достаточной энергией для таких же длительных путешествий, как их матери. Кроме того, киты, вероятно, предпочитают мелководные песчаные участки, так как они заглушают звуки. Роман, исследователь из Школы окружающей среды и природных ресурсов Рубенштейна и сотрудник Института окружающей среды Ганда при UVM, отмечает, что матери и детеныши постоянно общаются, поддерживая связь, и не хотят привлекать хищников, таких как косатки, или самцов своего вида, готовых к спариванию.

Таким образом, питательные вещества, рассеянные по просторам океана, концентрируются в гораздо меньших прибрежных и коралловых экосистемах. Роман сравнивает это со сбором листьев для приготовления компоста для сада.

Летом взрослые киты активно питаются в высоких широтах, таких как Аляска, Исландия и Антарктика, поедая криль и сельдь и накапливая тонны жира. Исследования показывают, что северотихоокеанские горбатые киты весной, летом и осенью набирают около 13 кг в день. Эта энергия необходима им для удивительных путешествий: усатые киты мигрируют на тысячи километров к своим зимним местам размножения в тропиках, при этом совершенно не питаясь. Серые киты, к примеру, преодолевают почти 11 000 км между местами нагула у побережья России и районами размножения у Нижней Калифорнии. Горбатые киты Южного полушария мигрируют более чем на 8 000 км от районов кормления у Антарктиды к местам спаривания у Коста-Рики, теряя около 90 кг веса ежедневно и выделяя при этом огромные объемы богатой азотом мочи. Одно исследование в Исландии показало, что финвалы во время кормления могут производить более 980 литров мочи в день, в то время как человек выделяет менее 2 литров.

Киты совершают самые длинные миграции среди всех млекопитающих на Земле, и они обладают гигантскими размерами. Эндрю Першинг, океанограф из некоммерческой организации Climate Central и соавтор исследования, утверждает, что из-за своих размеров киты способны делать то, что недоступно другим животным, живя в ином масштабе. Он подчеркивает, что питательные вещества поступают в экосистемы извне, приносимые не реками, а мигрирующими животными. Это меняет наше представление об океанических экосистемах и показывает, что животные, а не только люди, могут оказывать влияние планетарного масштаба, и киты – ярчайший тому пример.

Першинг отмечает, что до начала промышленного китобойного промысла в XIX веке поступление питательных веществ и его эффект были бы значительно больше. Кроме того, вклад синих китов – самых крупных животных, когда-либо живших на Земле – неизвестен и не был включен в основные расчеты нового исследования. Их популяции в Южном океане все еще сильно истощены после интенсивного промысла в XX веке. Першинг говорит, что о них неизвестны даже базовые вещи, например, места их размножения, поэтому оценить их вклад сложнее. И синие, и горбатые киты пострадали от промысла, но популяции горбачей и некоторых других видов восстанавливаются благодаря десятилетиям целенаправленных усилий по сохранению.

Джо Роман проводит аналогию: многие считают растения легкими планеты, поглощающими углекислый газ и выделяющими кислород. Животные же, по его словам, играют важную роль в перемещении питательных веществ. Например, морские птицы переносят азот и фосфор из океана на сушу со своим пометом, увеличивая плотность растительности на островах. Роман заключает, что животные формируют своего рода кровеносную систему планеты, и киты являются ее наиболее ярким и масштабным примером.