Ученые связали нелогичную миграцию бентосных беспозвоночных в южные части и на теплое мелководье Северо-Западной Атлантики с потеплением океана: теплая вода служит сигналом к началу нереста, а дальше личинки относятся в новые местообитания весенними течениями, к которым они эволюционно не приспособлены. Это ставит под угрозу существование многих беспозвоночных, в том числе ряда промысловых мидий и квахогов. Статья опубликована в журнале Nature Climate Change.
Потепление воды в Мировом океане вынудило многих морских обитателей сместить свои ареалы ближе к полюсам или уйти на бо́льшую глубину. Большая часть таких организмов относится к нектону — то есть активно плавает в толще воды и выбирает себе место для жизни, как рыбы или млекопитающие. В то же время на континентальном шельфе Северо-Западной Атлантики произошли нелогичные сдвиги ареалов бентосных беспозвоночных: они стали чаще встречаться на более теплых участках мелководья на юго-западе. Для объяснения этой закономерности океанологи пытались провести параллель с локальными скоростями изменения климата, но точные причины миграции беспозвоночных до сих пор не установили.
Ученые под руководством Хайди Фукс (Heidi L. Fuchs) из Ратгерского университета исследовали ошибочную миграцию беспозвоночных бентосных организмов в Срединно-Атлантической бухте и в Северо-Западной Атлантике на побережье США. Для этого они изучили литературные данные об обитании 50 видов беспозвоночных с 1950 по 2015 годы и сопоставили их с климатическими показателями (скорость и направления ветров, основные течения, температуры воды).
Оказалось, что из-за высоких температур морской воды нерест у беспозвоночных начинается раньше эволюционно определенных сроков. На стадии личинок они бессильны перед действием ветра и морских течений, которые уносят их на теплое мелководье, где через год их нерест начнется еще несколько раньше. В результате бентосные организмы ошибочно принимают потепление воды за сигнал к нересту, а весенние течения, к которым они эволюционно не приспособлены, уносят их в места, где шансы выжить для них гораздо меньше, чем в естественной среде.
Такие тенденции были обнаружены для 80 процентов исследуемых видов. Например, квахоги Arctica islandica и Spisula solidissima, а также мидии Mytilus eduli нерестятся в основном при низких температурах, и их ареалы уже существенно сократились. Напротив, гребешки Placopecten magellanicus нерестятся в широком диапазоне температуры и смогли избежать подобного «лифта смерти». Авторы исследования отметили, что полученные данные указывают на угрозу вымирания многих бентосных беспозвоночных в Атлантике, в том числе для большого количества промысловых видов.
Изменение климата подвергает моллюсков опасности не только за счет потепления морской воды, но и за счет изменения ее химических свойств: повышающиеся концентрации углекислого газа в будущем приведут к частичному растворению арагонита и кальцита, из-за чего моллюскам может не хватать кальция для осуществления своего жизненного цикла.
Марина Попова
Вокруг нор этих хищников растения выше и гуще
Канадские ученые подтвердили, что песцы являются экосистемными инженерами. Анализ спутниковых снимков показал, что вокруг нор этих хищников формируются участки с повышенной продуктивностью растений. Они возникают за счет того, что песцы удобряют и разрыхляют почву. Как отмечается в статье для журнала Ecosystems, о существовании песцовых садов известно уже давно — однако с помощью снимков из космоса удалось развеять последние сомнения в том, что они реальны. Некоторые животные оказывают значительное влияние на окружающую среду вокруг себя. Например, крупные травоядные поддерживают существование равнин, не давая им зарастать деревьями и кустарниками, бобры строят запруды, а австралийские вараны роют норы, в которых селятся десятки видов позвоночных. Таких животных называют экосистемными инженерами. Песцы (Vulpes lagopus) тоже относятся к их числу. Зоологи давно заметили, что вокруг нор этих хищников растительность гуще и выше, чем в остальной тундре. Такие участки называют песцовыми садами. Они возникают благодаря тому, что песцы обогащают почву вокруг своих убежищ питательными веществами из мочи, помета и остатков пищи и разрыхляют ее во время рытья нор. В результате здесь формируются особенно благоприятные условия для роста растений. При этом убежища песцов нередко используются многими поколениями этих животных на протяжении сотен лет, что усиливает их влияние на экосистему. Команда специалистов под руководством Шона Джонсона-Байса (Sean M. Johnson-Bice) из Университета Манитобы решила подробнее изучить песцовые сады с помощью изображений со спутниковых снимков. В частности, исследователи хотели проверить, действительно ли песцы повышают продуктивность растений или просто селятся на участках, где она уже высока. Авторы сосредоточили внимание на территории площадью 1200 квадратных километров в канадском национальном парке Вапуск, которая находится на западном берегу Гудзонова залива. Здесь расположены 84 норы песцов. Проанализировав спутниковые снимки региона, Джонсон-Байс и его соавторы пришли к выводу, что песцы предпочитают рыть норы в лишенной растительности или покрытой травянистой растительностью местности на возвышенностях у побережья. А вот заболоченных участков они избегают. На следующем этапе исследователи сравнили продуктивность растительности в 84 песцовых садах; на 84 идеально подходящих для песцов, но не заселенных ими участках тундры (далее — референсных); а также на 84 случайных участках тундры. Для этого они рассчитали вегетационный индекс данных участков по снимкам, сделанным в течение вегетационного периода с середины июня по конец сентября 2019-2021 годов. В результате выяснилось, что максимальная продуктивность растительности вокруг песцовых нор достоверно выше, чем на референсных участках, которые хорошо подходят этим хищникам, но не заселены ими. Интересно, что на случайных участках тундры максимальная продуктивность также оказалась выше, чем на референсных. Авторы объясняют данную закономерность тем, что песцы выбирают для жилищ низкопродуктивные территории. Продуктивность в песцовых садах была выше, чем на референсных участках, на протяжении почти всего вегетационного сезона. Хотя участки вокруг нор песцов не становились зелеными раньше и не оставались зелеными дольше, чем референсные участки, весной растительность здесь, судя по всему, развивалась с более высокой скоростью. Авторы также подтвердили, что продуктивность растений в пределах 20 метров от песцовых нор выше средней продуктивности растений в пределах 250 метров от них. На референсных и случайных участках эта закономерность не наблюдалась. При этом связи между продуктивностью растительности вокруг логова и репродуктивным успехом живущих в нем песцов в 2011-2021 году выявить не удалось. Результаты исследования демонстрируют, что песцы не селятся на участках с пышной растительностью, а повышают продуктивность растительности вокруг своих нор. Таким образом, их можно с уверенностью называть экосистемными инженерами. Поскольку эти хищники поколениями используют одни и те же норы, эффект от их деятельности накапливается с годами. Благодаря этому высокопродуктивные участки вокруг песцовых нор сохраняются независимо от того, насколько высок репродуктивный успех их хозяев в течение нескольких лет. В будущем авторы надеются выяснить, как быстро песцовые сады возникают вокруг новых нор и как быстро исчезают после того, как нора покинута. Песцы — коренные обитатели тундр. А вот канадские бобры (Castor canadensis) расселились сюда недавно благодаря климатическим изменениям — и уже начали преобразовывать местные экосистемы. Ученые обнаружили, что на северо-западе Аляски вблизи водоемов, в которых замечены следы деятельности бобров, на 51 процент больше точек эмиссии метана, чем возле водоемов, которые они не трогали. Это может свидетельствовать о деградации многолетней мерзлоты из-за подтопления.