Как леса водорослей пережили крупную морскую жару 2014–2016 годов в Тихом океане
Новое исследование, проведенное Аквариумом Монтерей-Бей и Калифорнийским университетом в Санта-Крузе, показало, что более плотные и защищенные леса водорослей могут выдерживать серьезные стрессоры в условиях потепления океана. Опубликованное в Proceedings of the Royal Society B, исследование также дает первую комплексную оценку того, как сокращение количества водорослей повлияло на морские водоросли, беспозвоночных и рыб в заливе Монтерей.
Исследование последовало за многолетней морской жарой — результатом «капли» теплой воды 2014 года, усиленной событием Эль-Ниньо 2015–2016 годов, — которая привела к аномально высоким температурам у западного побережья Северной Америки.
Все началось десять лет назад, когда тройной удар стрессоров — крупная морская жара, массовая гибель морских звезд и вспышка численности морских ежей — привел к значительному сокращению количества водорослей на центральном побережье Калифорнии.
Используя 14-летний набор данных, исследователи обнаружили, что эти события вызвали среднее снижение плотности лесов водорослей на 51% в годы после жары (2017–2020 по сравнению с 2007–2013). К 2020 году снижение увеличилось до 72%. Однако некоторые леса водорослей пережили эти экстремальные события.
«Мы обнаружили, что более крупные заросли гигантских водорослей предотвращали изменения в пищевом поведении морских ежей, и эти устойчивые леса лучше выдерживали множественные стрессоры», — сказал ведущий автор исследования доктор Джошуа Смит.
«Нас удивило, что устойчивые леса водорослей располагались в районах, которые обычно менее продуктивны. У этих лесов был пологий склон рифа и защита от волнового воздействия, что позволило им стать плотно упакованными водорослями до наступления морской жары».
Хотя это исследование выявило важность особенностей среды обитания для устойчивости лесов, хищники также могут помочь водорослям. Другое недавнее исследование Аквариума Монтерей-Бей подтвердило роль каланов в предотвращении сокращения водорослей, поедая морских ежей.
Там, где заросли водорослей были более открытыми и менее плотными, внезапный рост численности морских ежей в 2014 году привел к превращению многих лесов в «пустоши» — участки, опустошенные голодными ежами. Авторы изучили изменения в видовом составе на мозаике пустошей и устойчивых лесов, чтобы понять, как потеря водорослей влияет на более широкую экосистему.
«Хотя некоторые леса водорослей сохранились, структура экологических сообществ на опустошенных территориях еще не вернулась к состоянию, предшествовавшему 2013 году», — добавил Смит.
«По всему региону количество видов не уменьшилось, но изменения в их относительной численности привели к общему снижению видового разнообразия, особенно заметному для морских водорослей и беспозвоночных, связанных с водорослями».
С уменьшением количества водорослей и другой макрофауны исследование отметило непропорциональный рост животных, питающихся планктоном, таких как усоногие раки, гребешки, трубчатые улитки и планктоноядные рыбы.
Исследование является частью более масштабных усилий Аквариума Монтерей-Бей по пониманию механизмов восстановления и реставрации водорослей. В глобальном масштабе водоросли сокращаются уже полвека со средней скоростью 1,8% в год.
Поскольку с 2014 года более половины поверхности океана ежегодно испытывает экстремальную жару, потепление представляет серьезную угрозу для холодноводных видов, таких как водоросли. Поскольку леса водорослей и другие морские экосистемы по всему миру сталкиваются с растущими угрозами, связанными с изменением климата, сохранение экосистем, таких как леса водорослей, и хищников, таких как каланы, может смягчить последствия экстремальных событий.
«Это исследование дает важную информацию, которая поможет определить стратегии защиты районов, где водоросли могут сохраняться самостоятельно, и выбрать места для восстановления водорослей, здесь, в Калифорнии, и по всему миру», — сказал морской эколог из UC Santa Cruz доктор Пит Раймонди.