Разная питательность рыбы объясняет голод среди морских хищников

Массовый голод среди морских животных у побережья Калифорнии заставил ученых из Калифорнийского университета в Сан-Диего задаться вопросом о питании хищников и ценности их добычи. Исследование показало, что не вся добыча одинакова, и это может существенно влиять на выживание хищников. Работа ученых продемонстрировала, что даже особи одного вида, одинакового размера и веса, могут кардинально различаться по своей питательной ценности.

Новые выводы имеют большое значение для понимания пищевых ресурсов океана и последствий их изменений для зависящих от них животных. Изначально ученых, включая профессора Кэролин Керл и ее бывшую аспирантку Стефани Нехасил, заинтересовала волна тепла в середине 2010-х годов. Это явление вызвало голод среди морских млекопитающих и птиц в экосистеме Калифорнийского течения – богатой океанической зоне, простирающейся на тысячи миль вдоль западного побережья США. В центре внимания исследователей оказался один из наиболее пострадавших видов – калифорнийский морской лев.

Результаты исследования, опубликованные в Journal of Animal Ecology, показали, что энергетическая плотность – стандартный показатель питательной ценности – может сильно варьироваться у особей анчоусов, сардин и кальмаров одного и того же вида. Используя несколько методов оценки качества добычи, ученые обнаружили, что при питании менее качественной пищей хищникам приходится удваивать ее потребление, чтобы получить то же количество энергии, что и от более питательных особей того же размера.

«Мы были удивлены, насколько велики различия внутри одного вида, – говорит Нехасил, ныне научный сотрудник Университета Стоуни-Брук. – Две рыбы одного размера, лежащие рядом, могут иметь колоссальную разницу в количестве энергии, которую они дают. В некоторых случаях хищникам пришлось бы съесть десятки тысяч более мелких и менее качественных рыб, чтобы выжить, – а это просто невозможно».

Эти данные вносят важные уточнения в «биоэнергетические» модели, которые используются для понимания экосистем и оценки состояния популяций морских животных. Ранее считалось, что особи одного вида и схожего размера имеют одинаковую ценность для суточного рациона хищников. «Эта информация поможет нам лучше понять, как работают эти экосистемы, чтобы мы могли распознавать скрытые динамики и более вдумчиво реагировать на изменения окружающей среды», – отмечает Керл.

В 2014 году аномальная жара в северной части Тихого океана серьезно нарушила структуру морской пищевой цепи. Это событие прервало обычный подъем питательных веществ из глубин океана на поверхность, что сократило кормовую базу для зоопланктона. В свою очередь, это ударило по рыбам, которые служат пищей для хищников и имеют коммерческую ценность для человека. Ученые наблюдали истощенных морских львов и их детенышей, что указывало на неспособность самок прокормить себя и потомство, и это инициировало поиск первопричин.

Для оценки истинной питательной ценности северного анчоуса, тихоокеанской сардины и кальмара исследователи использовали бомбовый калориметр – прибор, измеряющий содержание энергии в образце. Чем сильнее изменение температуры при сжигании образца, тем больше в нем энергии и питательной ценности. Полученные данные были загружены в модель, которая рассчитала, сколько добычи необходимо морским львам для удовлетворения их энергетических потребностей, и выявила огромные различия.

«Чтобы прогнозировать, что произойдет по мере изменения климата и состояния океанов, нам нужны эти базовые экосистемные данные, особенно для понимания динамики добычи и того, как на это отреагируют хищники», – подчеркивает Нехасил. Различия в энергетической ценности рыбы зависят от продуктивности океана в регионе, сезонного поступления питательных веществ, стадии жизни и размера. «Мы все хотим иметь здоровые экосистемы. Каждый раз, когда мы можем немного лучше понять их сложность, это ценно и важно», – заключает Керл.