Гибель морских звезд создала пир для каланов на побережье США

Новое исследование, проведенное под руководством Monterey Bay Aquarium, выявило неожиданный каскадный эффект в прибрежных экосистемах: исчезновение одного морского хищника может принести пользу другому. Работа, опубликованная в журнале Science Advances, демонстрирует, как массовая гибель охристых морских звезд (Pisaster ochraceus) из-за болезни привела к резкому росту популяции мидий, предоставив морским выдрам, каланам, неожиданно обильный источник пищи.

Ведущий автор исследования, доктор Джошуа Смит, научный сотрудник Monterey Bay Aquarium, поясняет, что их работа показывает, как потеря хищника в одной экосистеме может вызвать волновые эффекты в другой. Он называет это примером того, как экосистемы связаны через ключевое хищничество способами, которые ранее не были до конца поняты.

В 2013 году синдром истощения морских звезд привел к катастрофическому сокращению популяций Pisaster вдоль всего западного побережья Северной Америки, включая полуостров Монтерей в Калифорнии, где проводилось данное исследование. Эти оранжевые и фиолетовые звезды активно поедают мидий в скалистой приливно-отливной зоне. Без этих прожорливых хищников популяции мидий буквально взорвались, увеличив свою площадь покрытия примерно с пяти процентов до более чем 18 процентов всего за три года. После вымирания морских звезд мидии стали основным избыточным кормом для каланов, что выявило удивительную связь между соседними экосистемами – скалистой приливно-отливной зоной и лесами бурых водорослей.

Исследователи из Monterey Bay Aquarium десятилетиями наблюдали за кормовым поведением каланов. Поскольку каланы потребляют добычу на поверхности воды, это позволяет точно регистрировать, что и где они едят. После исчезновения Pisaster каланы более чем удвоили потребление мидий: доля этого моллюска в их рационе выросла с менее чем семи процентов до почти 18 процентов. Местная численность каланов также увеличилась: если средний показатель за 2000–2012 годы составлял 373 особи, то в период с 2014 по 2024 год он вырос до 535, и этот рост поддерживался именно избытком доступной добычи в виде мидий.

Увеличение потребления мидий каланами в приливно-отливной зоне было задокументировано сетью Multi-Agency Rocky Intertidal Network (MARINe) – консорциумом организаций, проводящих долгосрочный мониторинг экосистем. Группа MARINe в течение нескольких десятилетий собирала данные в четырех точках скалистой приливно-отливной зоны вдоль полуострова Монтерей. В ходе каждого обследования регистрировалась информация о количестве морских звезд, площади покрытия мидиями и о том, насколько далеко мидиевые банки простирались от верхней части приливно-отливной зоны к воде.

Доктор Смит подчеркивает, что данные долгосрочного мониторинга, собранные MARINe, стали ключевым фактором для установления связи между сокращением численности морских звезд и увеличением популяции мидий. Он отмечает, что вспышка болезни морских звезд в 2013 году была очень резкой, и к концу года местная популяция звезд практически исчезла.

Смит также указывает на то, что хищники, такие как морские звезды и каланы, необходимы для поддержания устойчивости экосистем. Когда эти хищники исчезают, вся система начинает разрушаться. По его словам, их выводы раскрывают явление, которое они называют «ключевой взаимозависимостью»: потеря хищника в одной экосистеме затрагивает не только ее, но и распространяется на соседние экосистемы, иногда даже принося пользу другим хищникам.

Хотя каланы и выиграли от увеличения доступности мидий, исследователи предупреждают, что это преимущество может быть временным. Мидии сейчас достигают размеров, которые слишком велики для поедания морскими звездами, поэтому возвращение к прежнему балансу может быть медленным, даже после восстановления популяции Pisaster. Ученые предполагают, что каланы могут снова изменить свой рацион после того, как они исчерпают избыток крупных мидий и когда популяция морских звезд в конечном итоге восстановится.

Исследование также подчеркивает, как изменение климата усугубляет последствия сдвигов в экосистемах. Незадолго до увеличения популяции мидий, с 2014 по 2016 год, в северо-восточной части Тихого океана наблюдалась самая сильная за всю историю наблюдений морская волна тепла. В условиях аномально высоких температур воды леса бурых водорослей пришли в упадок, численность питающихся ими морских ежей резко возросла, и каланы переключили свой рацион на морских ежей. Позже каланы снова изменили диету, на этот раз переключившись на мидий, когда этот избыточный ресурс стал доступен в приливно-отливной зоне.

Эта работа выявляет важность природоохранных подходов, которые рассматривают экосистемы и среды обитания как фундаментально связанные системы. Доктор Эйприл Ридлон, соавтор статьи и директор аквариума по науке в США и Калифорнии, говорит, что природоохранные усилия редко учитывают связи между соседними экосистемами. Она утверждает, что результаты этого исследования показывают важность хищников для обеспечения экологической устойчивости, и когда хищники исчезают в одной экосистеме, последствия могут проявиться в другой.

В условиях учащения климатических экстремумов, таких как морские волны тепла, понимание того, как изменения в одной экосистеме влияют на другую, становится центральным элементом разработки эффективных стратегий сохранения природы. Старший биолог по каланам аквариума и соавтор исследования Лейлани Конрад добавляет, что хищники вроде морских звезд и каланов необходимы для поддержания жизнеспособных экосистем. Она заключает, что обнаруженная ими «ключевая взаимозависимость» показывает: сохранение хищников в одной экосистеме может повысить устойчивость, выходящую за ее пределы, и защитить биоразнообразие.