Анализ жира косаток раскрывает их рацион

Ученые изучают рацион главных морских хищников, который меняется в ответ на изменения окружающей среды. То, сколько и что они едят, влияет на функционирование экосистем.

Хотя известно, что косатки (орки) — главные хищники океана, понимание их диеты, особенно количества потребляемых видов, остается неполным. Это особенно касается удаленных популяций, за которыми нельзя наблюдать круглый год.

Теперь появился способ восстановить точный рацион косаток, используя лишь образец их кожи и жира. Наша исследовательская группа разработала перспективную методику, раскрывающую диету этих диких хищников по всему Северной Атлантике. Исследование опубликовано в Journal of Animal Ecology.

Разные стратегии питания

Косатки — умные хищники, использующие специфические охотничьи техники: от совместного загона сельди ("карусельное питание") до создания волн, смывающих тюленей с льдин. Они могут охотиться почти на любой вид — от рыб до морских котиков и синих китов — по всему миру.

В зависимости от местоположения и эволюционной истории разные группы косаток развили разные экотипы — уникальные диеты и образ жизни. Наиболее известны экотипы "транзитных" (хищники) и "резидентных" (рыбоядных) косаток в восточной части северной части Тихого океана, изученные десятилетиями.

В этих популяциях ученые нашли доказательства "трофических каскадов" — эффектов потребления хищниками на остальную пищевую сеть. Косатки сверху вниз влияли на плотность лесов водорослей: сократив численность морских выдр, они вызвали всплеск популяции морских ежей (основной пищи выдр), которые уничтожили леса водорослей.

Загадка Северной Атлантики

Определить, что едят косатки в удаленных частях Арктики (залив Баффина, Гренландия, Арктическая Норвегия), сложно из-за трудностей наблюдения в неспокойных арктических водах.

Первоначальные исследования предполагали два типа косаток в Северной Атлантике: питающихся морскими млекопитающими и питающихся рыбой (иногда тюленями). Однако нехватка данных и новые свидетельства привели к предложению отказаться от этой классификации. Похоже, в некоторых популяциях Северной Атлантики существует большее разнообразие рационов.

Из-за сложности сбора данных наблюдений исследователи сосредоточились на химических сигналах, которые можно измерить в коже и жире косаток. Эти сигналы могут состоять из липидов или стабильных изотопов, которые говорят о том, что едят киты и как они влияют на пищевую цепь.

Наша методика измеряет состав липидов в жире кита и использует компьютерную программу для восстановления наиболее вероятной доли каждого вида добычи в рационе особи. Требуются лишь множественные липидные "сигнатуры" (доля каждой жирной кислоты в жире) от косаток и их потенциальной добычи.

Исследование жира

Наше исследование с открытым доступом, недавно опубликованное в Journal of Animal Ecology, использовало методику количественного анализа сигнатур жирных кислот (quantitative fatty acid signature analysis), чтобы раскрыть диету почти 200 североатлантических косаток. Мы также измерили липидный состав в более чем 900 образцах добычи.

Результаты показали диапазон стратегий питания по всему океану:

• В западной части Северной Атлантики косатки ели в основном других китов (крупных усатых китов, белух и нарвалов).
• В Гренландии косатки предпочитали тюленей.
• В Норвегии они показали предпочтение рыбе, такой как сельдь.

Эта методика позволяет оценить точный процент разных видов в диете каждого кита. Но больше всего нас удивил уровень различий между индивидуальными диетами внутри каждой популяции:

• В западной Северной Атлантике особи специализируются либо на китообразных (белухи, нарвалы), либо на тюленях.
• В центральной Северной Атлантике косатки питались всей доступной добычей.
• В восточной Северной Атлантике косатки в основном придерживались диеты, богатой рыбой. Несколько особей в Норвегии и Исландии дополняли рыбу морскими млекопитающими.

Это первое и крупнейшее в своем роде исследование косаток. Теперь мы знаем, что особи внутри одних и тех же популяций могут иметь разный рацион. Это означает не только разное воздействие загрязнителей и риски для здоровья этих главных хищников, но и представляет разные стратегии питания по всей Арктике.

Этот подход позволяет измерить будущие изменения в диете этих хищников и понять, как они могут повлиять на арктические пищевые сети. Из-за изменения климата косатки постепенно продвигаются дальше в Арктику. Их присутствие и потенциальный рост потребления арктических видов могут изменить динамику экосистемы на Севере. Дальнейшие исследования с использованием этой методики на образцах, собранных за длительный период, позволят обнаружить сдвиги в диете китов и экосистеме.