Водоросли-захватчики вытесняют морскую траву в лагуне Флориды

В прибрежных экосистемах лагуны Индиан-Ривер во Флориде разворачивается экологическая драма. Морские травы, которые служат средой обитания для множества видов, стабилизируют морское дно и ослабляют энергию волн, находятся под угрозой исчезновения в глобальном масштабе. Начиная с 2011 года серия интенсивных цветений водорослей, вызванных загрязнением и избытком питательных веществ, уничтожила обширные участки жизненно важных лугов морской травы.

В результате этого коллапса быстрорастущие зеленые водоросли вида Caulerpa prolifera начали активно распространяться на территориях, где ранее доминировали местные виды морских трав, такие как Halodule wrightii, заполняя опустевшее морское дно. Исторически в лагуне Индиан-Ривер, где произрастает семь видов морских трав, они покрывали большую часть песчаного дна. Превращение водорослей в доминирующий тип донного покрова представляет собой серьезный экологический сдвиг.

Замещение морской травы этими устойчивыми к загрязнению макроводорослями может привести к изменению морской фауны и сокращению биоразнообразия. Хотя ценность Caulerpa prolifera как среды обитания изучалась еще в 1980-х годах, ее современная роль остается неясной. Возникает вопрос, могут ли эти оппортунистические зеленые водоросли стать спасательным кругом для морских видов в меняющейся экосистеме.

Исследователи из Океанографического института Харбор-Бранч при Атлантическом университете Флориды провели исследование мелких животных, обитающих в зарослях этих зеленых водорослей в лагуне в период с 2020 по 2021 год, когда наблюдался крайний дефицит морской травы. Они изучили четыре участка, измеряя как покров водорослей, так и разнообразие морской фауны, чтобы оценить, насколько эффективно Caulerpa prolifera поддерживает морские сообщества.

Результаты, опубликованные в журнале Marine Biology, показывают, что покрытие дна лагуны водорослями Caulerpa prolifera со временем менялось. Мелкие животные, обитающие в этих зарослях, оказались схожи с теми, что исторически встречались в зарослях морской травы, однако их численность была заметно ниже. Это важная информация для управляющих ресурсами, занимающихся качеством среды обитания и восстановлением экосистемы лагуны.

Старший автор исследования Рэйчел Брютон сообщает, что наблюдается заметное сокращение численности морских животных, которые традиционно обитают в зарослях морской травы. Она поясняет, что их работа была сфокусирована на мелких, оседлых видах, имеющих решающее значение для экосистемы, и именно это смещение фокуса показывает, насколько сильно пострадали эти жизненно важные организмы.

Исследователи также обнаружили, что красные дрейфующие водоросли, собранные случайно, поддерживают многие из тех же видов, что и Caulerpa prolifera, что позволяет предположить их ценность в качестве среды обитания. В отсутствие морской травы оба типа макроводорослей могут служить временным убежищем для эстуарной фауны, хотя и с меньшей численностью животных, чем в прошлом. Эти выводы могут помочь в разработке стратегий восстановления в других регионах, пострадавших от потери морских трав и роста цветения макроводорослей.

Соавтор исследования Брайан Лапуант выражает обеспокоенность тем, что Caulerpa prolifera может представлять риск для животных, использующих ее в пищу или в качестве укрытия. Эти водоросли содержат токсин каулерпенин, способный наносить вред некоторым видам, таким как морские ежи и рыбы-москиты. Хотя многие животные избегают употреблять их в пищу, есть свидетельства того, что ламантины, чей рацион сместился с морской травы на макроводоросли, страдали от недоедания и смертельных инфекций. Аналогично, сокращение зарослей морской травы связано со стрессом у афалин, так как это повлияло на доступность их основной добычи.

Недавно, спустя примерно пять лет после исследования доминирования Caulerpa prolifera, ученые заметили в лагуне очень интересный феномен — появление морских слизней под названием Elysia subornata. Рэйчел Брютон говорит, что эти маленькие зеленые слизни, питающиеся соком растений, стали очень многочисленными. Она напоминает, что полное уничтожение цветения Caulerpa prolifera в лагуне в конце 1980-х годов ранее приписывалось именно этим слизням. Сейчас исследователи уже наблюдали, как они полностью уничтожили покров водорослей на одном из их участков в ручье Терки-Крик. В настоящее время ведется мониторинг их распространения на другом участке, чтобы задокументировать, как быстро они могут поглотить луг Caulerpa prolifera.

Эмори Тюдор, летний стажер FAU Harbor Branch, заинтересовался тем, как эти крошечные слизни могут способствовать крупным экосистемным сдвигам. В ближайший месяц он будет изучать скорость их питания и наблюдать за их развитием в лаборатории. По его словам, если эти слизни снова уничтожат заросли Caulerpa prolifera, последствия для местного рыболовства могут быть тяжелыми, хотя это может создать условия для восстановления морской травы. Понимание скорости их передвижения и потребления водорослей будет иметь решающее значение в ближайшие месяцы.

Исследователи подчеркивают, что на фоне глобального сокращения морских трав крайне важно дальнейшее изучение местообитаний макроводорослей и их роли в поддержке популяций рыб, особенно в таких местах, как лагуна Индиан-Ривер. Кроме того, ключевым направлением для защиты здоровья лагуны должно оставаться совершенствование очистки сточных вод и управления ливневыми стоками для снижения загрязнения питательными веществами. Рэйчел Брютон заключает, что, хотя Caulerpa prolifera дает некоторую временную надежду как заменитель среды обитания, многое остается неизвестным. Необходимо лучше понять долгосрочные последствия цветения этих водорослей, включая их влияние на качество воды, популяции фауны и потенциал восстановления морских трав.