A?oaeinenoaiu
Контакты            Карта сайта  
     
  ГЛАВНАЯ  |  О КОМПАНИИ  |  ПРЕДЛОЖЕНИЯ  |  ЗАКАЗ АКВАРИУМОВ И УСЛУГ  |  ИНФОР-MIX  |  СТАТЬИ  
     
 





 

 



Главная Инфор-MIX Информация, события, факты

Маленькая рыбка поддерживает продукцию некогда подорванной экосистемы

Назад
27 июля 2010

Небольшая рыбка — бородатый бычок Sufflogobius bibarbatus — оказалась ключевым видом в экосистеме прибрежных вод юго-западной Африки. Днем, спасаясь от хищников, эти рыбы прячутся на дне в иловых отложениях, где проводят значительное время в экстремальных условиях — в среде, почти лишенной кислорода, но богатой сероводородом. Здесь они поедают диатомовые водоросли и многощетинковых червей, способных обитать в столь специфических условиях.

Однако переваривание заглоченной пищи начинается позднее, поскольку у рыб, находящихся на дне, аэробное дыхание и другие обменные процессы резко заторможены. Вечером бычки снова поднимаются к поверхности, где у них полностью восстанавливаются все процессы нормальной жизнедеятельности. Они активно плавают среди медуз, которых не только не избегают (в отличие от подавляющего большинства рыб), но и обкусывают, пополняя свой рацион. Ведя столь необычный образ жизни, бородатые бычки смогли достичь очень высокой численности и стать пищей для более крупных рыб, а также морских птиц. Таким образом, когда-то очень продуктивная экосистема, подорванная в 1960-е годы хищническим выловом сардины, отчасти восстановила свою промысловую значимость.


Бородатый бычок Sufflogobius bibarbatus, играющий важную роль в современной экосистеме Бенгельского апвеллинга. Фото Hege Vestheim с сайта wired.com

Система Бенгельского апвеллинга, существующая около юго-западных берегов Африки, поддерживала один из самых продуктивных районов Мирового океана. Благодаря подъему из придонных слоев элементов минерального питания (азота и фосфора), здесь развивалось большое количество фитопланктона, который потреблялся зоопланктоном. Зоопланктон же, в свою очередь, служил пищей для мелкой сардины Sardina sagax, которая и была основным объектом промысла.


Сардины Sardinops sagax когда-то были основным промысловым видом в районе Бенгельского апвеллинга. Но в 1960-е годы популяция была подорвана промыслом, а место сардин заняли медузы, которые рассматривались как пищевой тупик. Фото с сайта redorbit.com

Однако в конце 1960-х годов неконтролируемый вылов сардины привел к радикальным последствиям во всей экосистеме. Вместо сардины в планктоне в огромном количестве расплодились медузы, резко возросла численность мелкого бородатого бычка Sufflogobius bibarbatus и появились некоторые более крупные виды рыб — такие как капская ставрида Trachurus trachurus capensis и капская мерлуза Merluccius capensis. Медузы, сменившие сардин и достигшие огромной биомассы, рассматривались как трофический тупик, поскольку их уже никто не ест и в пищевые цепи они могут войти только после своей гибели.


В одном улове планктонной сетки оказываются вместе и медузы, и бородатые бычки Sufflogobius bibarbatus. Фото из обсуждаемой статьи Elizabeth Pennisi

В сложившихся условиях почти все животные более высоких трофических уровней, включая не только рыб, но и птиц и морских млекопитающих, перешли на питание бородатым бычком Sufflogobius bibarbatus. При этом, несмотря на серьезный пресс хищников, популяция бычков процветала, что само по себе было несколько неожиданно.


Одна из двух самых массовых медуз в районе исследования — Aequorea forskalea. Фото с сайта wallawalla.edu

Механизм, обеспечивающий это процветание, стал понятен только недавно, в ходе специального исследования, предпринятого Анне Утне-Пальм (Anne C. Utne-Palm) с Биологического факультета Бергенского университета (Норвегия) совместно с большой группой коллег из других учреждений Норвегии, а также Намибии, США, ЮАР, Швеции и Саудовской Аравии. Работы велись с научно-исследовательского судна в районе Намибийского шельфа (23° с. ш. и 13–14° в. д.).


Другой массовый вид медуз в районе исследований — так называемая компасная медуза Chrysaora hysoscella. Фото © Derek Haslam с сайта glaucus.org.uk

Выяснилось, что в данном районе над дном находится слой воды (толщиной 20–60 м) с крайне низким содержанием кислорода, не превышающим 10% от возможного насыщения при данной температуре. Дно же покрыто толстым слоем ила, образованного в основном остатками диатомовых водорослей, которые в большом количестве развивались в верхних слоях водной толщи. Разложение бактериями органического вещества этого ила приводит не только к быстрому расходованию кислорода, но и к накоплению сероводорода, который для животных является сильным ядом. Тем не менее на дне встречаются — а в определенное время суток даже многочисленны — бычки Sufflogobius bibarbatus. Данные эхолокации указывают на то, что бычки отсиживаются на дне в дневное время и тем самым надежно укрыты от возможных хищников. Никакие других рыбы сюда не проникают. Ближе к вечеру (между 16.30 и 18.00) бычки поднимается со дна в верхние, богатые кислородом, слои, где в большом количестве находятся медузы и другие планктонные животные. В ранние утренние часы они снова опускаются на дно и даже частично зарываются в ил.


Бородатые бычки Sufflogobius bibarbatus, зарывающиеся в ил на глубине 130 м. Фото с сайта imr.no

Возникает вопрос: каким образом бычки способны пережить почти половину суток в условиях явно экстремальных, при содержании кислорода ниже 5,3% от возможного уровня насыщения (это критический уровень, при котором они еще способны нормально дышать). Предполагалось, что в таких условиях у бычков должна накапливаться молочная кислота (показатель «кислородной задолженности»). Однако исследования Анне Утне-Пальм и ее коллег показали, что уже через час накопление молочной кислоты в крови бычков резко сокращается, а это свидетельствует о радикальном снижении интенсивности метаболизма. Еще большую опасность должен представлять сероводород, который блокирует находящийся в митохондриях дыхательный фермент цитохром C. Противостоять этому отчасти можно только при наличии кислорода, но в данном случае такая возможность отпадает, и поэтому очевидно, что бычок должен на некоторое время отказаться от митохондриального дыхания и перейти на анаэробный путь синтеза АТФ.


Результаты эхолокационного обследования шельфа Намибии. Слева приведены: шкала глубин (в этом месте глубина моря 120 м) и шкала, показывающая содержание кислорода (в % от насыщения при данной температуре). По горизонтали — время.
A — ранний вечер (с 16.30 до 18.00). Видно, что бычки поднимаются со дна, из слоев с крайне низким содержанием кислорода, вверх, на глубины менее 70 м, где держится основная масса медуз и других планктонных организмов.
B — раннее утро (с 3.50 до 5.20). Бычки возвращаются на дно. Изображение из обсуждаемой статьи в Science

Поразительно, что на дне бородатый бычок всё же некоторое время питается диатомами и некоторыми полихетами (многощетинковыми червями), способными выносить низкие концентрации кислорода и высокое содержание сероводорода. Факт питания донными полихетами доказан анализом стабильных изотопов, присутствующих в телах жертвы и хищника, а также нахождением диатомовых водорослей и полихет в желудках рыб. Однако пища, заглоченная на дне, сразу не переваривается. Переработка пищи наступает позднее, когда бычки поднимаются в верхние слои водной толщи и у них возобновляется нормальный метаболизм. В верхних слоях бычки активно плавают среди медуз (другие рыбы медуз избегают), подбирают остатки пищи, а заодно обкусывают и самих медуз. Всё тот же анализ стабильных изотопов показал, что от 17 до 60% своего рациона бородатые бычки восполняют за счет медуз — прежде всего, наиболее массовых там Aequorea forskalea и Chrysaora fulgida. Таким образом использование в пищу как пелагических (обитающих в толще или на поверхности воды), так и донных организмов, а также в высшей степени эффективный способ защиты в укрытии, совершенно недоступном для хищников, позволил бородатым бычкам Sufflogobius bibarbatus стать ключевым звеном в экосистеме Бенгельского апвеллинга и хотя бы отчасти восстановить его былое промысловое значение.

Литература: Anne C. Utne-Palm, Anne G. V. Salvanes, Bronwen Currie, et al. Trophic Structure and Community Stability in an Overfished Ecosystem // Science. 2010. V. 329. P. 333–336.

Источник: elementy.ru