Почему численность антарктического криля колеблется?

Euphausia superba (антарктический криль) — небольшой рачок длиной всего шесть сантиметров, играющий ключевую роль в экосистеме Антарктики. Это один из самых многочисленных видов на планете и основа рациона многих животных Южного океана. Ученые давно пытались понять, почему размер популяций криля так сильно колеблется.

В новом исследовании под руководством профессоров Бернда Блазиуса и Беттины Мейер группа ученых из Института химии и биологии моря (ICBM) Ольденбургского университета и Института Альфреда Вегенера (AWI) показала, что причиной изменчивости является внутривидовая конкуренция за пищу. Исследователи проанализировали долгосрочные данные и разработали математическую модель для изучения динамики популяций криля. Их результаты опубликованы в журнале Nature Ecology & Evolution.

Известно, что запасы антарктического криля сильно меняются с периодом в пять-шесть лет, при этом биомасса может изменяться более чем в десять раз. До сих пор эксперты предполагали, что причиной этого «цикла криля» являются климатические факторы с выраженной сезонностью. Однако убедительных доказательств этой гипотезы не было.

Теперь анализ данных ученых из Ольденбурга и Бремерхафена указывает на то, что цикл порождается самоподдерживающимся механизмом внутри популяции. Особенно осенью в Антарктике особи внутри стаи начинают активно конкурировать за пищу. В это время года личинкам и взрослым особям необходимо накопить достаточные жировые запасы для предстоящей зимы. Одновременно с этим сокращается световой день и уменьшается количество доступного крилю фитопланктона. Крупным популяциям приходится долго голодать, что сказывается на их способности пережить зиму и дать потомство. Эти факторы и вызывают колебания численности.

«Мы смогли показать, что именно конкуренция внутри популяции криля осенью в основном вызывает эти колебания», — объясняет исследователь ICBM доктор Алексей Рябов. До сих пор ученые считали, что критическим сезоном для выживания личинок криля является зима, когда большая часть Южного океана покрыта льдом и пищи почти нет. «Наши результаты проливают новый свет на это предположение», — говорит Мейер.

Ученые смоделировали этот процесс с помощью «биоэнергетической» модели, которая, среди прочего, описывает развитие криля от яйца до взрослой особи. «Результаты этого моделирования близко соответствуют наблюдаемому 18-летнему циклу», — отмечает Блазиус.

По словам исследователей, их симуляции помогут лучше понять пищевую сеть Южного океана, где криль играет ключевую роль, являясь добычей для китов, тюленей и пингвинов. Модель показывает, что сокращение числа крупных хищников увеличивает амплитуду колебаний численности криля. «Это может дестабилизировать пищевую сеть в регионе и, как следствие, еще больше сократить число крупных хищников», — поясняет Мейер. И наоборот, усиление пресса хищников на криль может стабилизировать его популяции. «Любой фактор, нарушающий этот хрупкий баланс, может иметь драматические последствия для всей антарктической экосистемы», — заключает Блазиус.