Крошечные течения могут влиять на жизненно важный источник пищи в океане
Копеподы — это крошечные ракообразные размером с рисовое зерно, но они являются одной из важнейших частей водных экосистем Земли. Их поведение и взаимодействие с окружающей средой остаются загадкой. Недавняя статья в Journal of Experimental Biology проливает новый свет на то, как эти миниатюрные создания перемещаются и образуют скопления в океане.
Исследователи из Bigelow Laboratory of Ocean Sciences и Georgia Institute of Technology обнаружили, что копеподы собираются вокруг небольших водоворотов в океане. Это открытие может иметь серьёзные последствия для понимания пищевой сети.
«Мы приближаемся к пониманию механизма, который помогает нам понять, как работает экосистема, — сказал старший научный сотрудник Дэвид Филдс, соавтор статьи. — Эти водовороты влияют на поведение копепод таким образом, что позволяет выживать другим животным в пищевой сети».
Копеподы встречаются почти в каждом пресном и солёном водоёме мира. Если собрать всех копепод вместе, их общий вес будет эквивалентен примерно триллиону людей. Их изобилие делает их критически важными для здоровья океана, где они служат краеугольным камнем пищевой сети и играют важную роль в глобальных циклах.
«Такое количество организмов, дышащих кислородом, потребляющих фитопланктон и производящих отходы, является основным драйвером работы океанического углеродного цикла, — отметил Филдс. — Несмотря на их крошечный индивидуальный размер, они оказывают огромное влияние на экосистему».
Однако одного лишь изобилия недостаточно, чтобы сделать их таким жизненно важным источником пищи для морской жизни — от мальков рыб до гладких китов. Хотя их много, они рассеяны в невообразимо огромном океане. К счастью для хищников, копеподы группируются. Точно определить, где и почему они это делают, было сложной задачей для учёных.
Новое исследование предполагает, что одним из мест скопления являются вращающиеся океанические течения диаметром менее дюйма (2,54 см). Учёные объединились с инженерами и разработали новый тип прибора, который может воссоздавать эти водовороты и позволять контролировать их размер и скорость.
Исследователи обнаружили, что копеподы не только могут обнаруживать водовороты, но и фактически скапливаться вокруг них. Это открытие может быть важным для понимания экологии копепод, а новая возможность создавать эти крошечные водовороты в лаборатории может позволить учёным по-новому взглянуть на изучение океанических пищевых сетей.
«Мы нашли объяснение тому, почему эти животные собираются в том, что мы привыкли считать хорошо перемешанным, однородным океаном», — сказал Филдс.
Эти небольшие водовороты всегда было трудно изучать в полевых условиях из-за их масштаба, мимолётной природы и большого количества другой турбулентности в океане. Однако предыдущие исследования с использованием математических моделей предполагали, что такие процессы могут объяснить ряд явлений, таких как поведение морских организмов и перемешивание питательных веществ из глубин океана.
«Люди используют эту концепцию, чтобы объяснить многое о том, как работают океанические процессы, но никто на самом деле этого не видел, — сказал Филдс. — До недавнего времени их нельзя было удержать достаточно долго для изучения, потому что они просто возникают и исчезают за секунды или минуты».
Ранее исследователи наблюдали некоторые взаимодействия между копеподами и турбулентной водой. Однако это исследование впервые изучило взаимодействие отдельных копепод с одним водоворотом, что открывает новые возможности для понимания этих жизненно важных организмов.
«Эти крошечные водовороты возникают повсюду в океане, но у нас никогда не было возможности по-настоящему их рассмотреть, — заключил Филдс. — Теперь мы можем создать один из таких маленьких водоворотов, существующих в природе, и удерживать его в лаборатории, чтобы детально его проанализировать».