Рачки-мизиды удобрили водорослевые лужайки рыбок-фермеров

Ихтиологи обнаружили, что у коралловых рыбок Stegastes diencaeus, которые занимаются выращиванием водорослей, есть маленькие помощники. Ими оказались планктонные рачки-мизиды. Как показало исследование, в присутствии этих существ водоросли растут лучше, что положительно сказывается на состоянии рыбок. В обмен на это стегастесы обеспечивают мизидам защиту от хищников. Как отмечается в статье для журнала Nature Communications, союз двух видов можно считать зачаточной формой одомашнивания (в данном случае — рачков рыбками).

Люди — не единственные существа на Земле, которые смогли одомашнить другие виды. Например, муравьи-листорезы, а также некоторые термиты и жуки разводят грибы, причем муравьи делают это уже 55-60 миллионов лет. Специалисты надеются, что наблюдения за животными, ведущими сельское хозяйство, помогут понять, как оно зародилось у людей.

Своеобразные «земледельцы» есть и под водой. Речь о ряде видов коралловых рыбок из семейства помацентровых (Pomacentridae). Они ухаживают за лужайками из дерновых водорослей площадью около одного квадратного метра и периодически «снимают урожай», съедая часть водорослей. Помимо прочего, рыбки охраняют свои угодья от сородичей, других травоядных и даже дайверов. Некоторые виды подводных земледельцев настолько специализированы, что кормятся почти исключительно на «лужайках».

Хотя обычно рыбки не терпят вторжений на свои фермы, они мирятся с присутствием планктонных рачков-мизид. Во время погружений в Карибском море специалисты не раз отмечали скопления этих беспозвоночных над лужайками нескольких видов коралловых рыб. Что именно привлекает мизид к рыбьим фермам и почему они не боятся их хозяев, до сих пор оставалось неясным.

В попытке разобраться во взаимоотношениях рыбок-фермеров, водорослей и ракообразных команда зоологов во главе с Роханом Брукером (Rohan M. Brooker) из Университета Дикина отправилась на коралловые рифы у побережья Белиза. Изучив местность, они обнаружили, что хотя не на каждой рыбьей лужайке есть мизиды Mysidium integrum, эти ракообразные всегда собираются около рыбок из рода Stegastes. При этом они явно предпочитают компанию наиболее специализированных к фермерству представителей рода, таких как S. diencaeus или S. adustus.

Убедившись, что связь коралловых рыбок и мизид не случайна, авторы провели ряд дополнительных исследований с представителями вида S. diencaeus и их членистоногими компаньонами. Наблюдения показали, что рачки хранят верность фермам, на которых живут. Кроме того, в экспериментах мизиды демонстрировали интерес к запаху рыбок S. diencaeus. Для сравнения, запах неспециализированных к земледелию стегастесов S. partitus рачки проигнорировали, а запаха хищных губанов Halichoeres bivittatus испугались. При этом запах водорослей, которые выращивают рыбки, их также не заинтересовал.

В следующем эксперименте Брукер вместе с коллегами решили проверить, насколько опасна для мизид жизнь вне ферм. Для этого наполненный водой прозрачный пластиковый пакет со стаей из 150 мизид размещали на различных участках рифа (в качестве контроля использовался пакет с имитирующими мизид кусочками пластика, а также пустой пакет). Оказалось, что эти рачки регулярно подвергаются атакам различных видов хищников, причем за пределами лужаек это происходит намного чаще (P <0,001). Затем авторы удаляли рыбок-фермеров с их лужаек и проверяли, как это скажется на безопасности мизид. В результате они обнаружили, что в отсутствие хозяев рачки намного чаще становятся жертвами хищников (P = 0.004).

Таким образом, для мизид выгодно жить на фермах S. diencaeus, ведь по соседству с агрессивно охраняющими свои участки рыбками они находятся в относительной безопасности. Однако в то же время присутствие рачков повышает риск, что лужайка привлечет внимание хищника. Это значит, что у рыбки-фермера должны быть серьезные основания терпеть рачков на своем участке.

И действительно, у стегастесов, на чьих лужайках живут рачки, выше относительный размер печени, что свидетельствует о хорошем физическом состоянии и большом запасе энергии. Иными словами, в присутствии рачков рыбки-фермеры чувствуют себя лучше (альтернативная гипотеза о том, что мизиды выбирают хозяев, которые уже находятся в лучшей физической форме, не подтвердилась в ходе запаховых экспериментов). При этом стегастесы почти никогда не охотятся на сожительствующих с ними рачков: за пятнадцать часов наблюдений исследователи зафиксировали всего три предполагаемые атаки.

Брукер и его коллеги высказали гипотезу, что мизиды каким-то образом повышают продуктивность водорослевых лужаек, что положительно сказывается на состоянии стегастесов. Изучив видовой состав рыбьих ферм, они обнаружили, что присутствие рачков повышает долю крупных охрофитовых водорослей (Ochrophyta). Такие водоросли формируют более сложную структуру сообщества, обеспечивая благоприятный субстрат для дерновых водорослей (любимой пищи рыбок-фермеров) и беспозвоночных (они могут служить дополнительным источником корма).

Судя по всему, мизиды меняют видовой состав водорослей, выделяя с пометом такие биогенные элементы, как азот и фосфор. В неволе группа таких рачков плотностью двести особей на литр за восемь часов производит 0,58 миллиграмма аммиака и 0,21 миллиграмма фосфора на литр воды. Учитывая, что средняя плотность мизид на лужайках стегастесов составляет 192 особи на литр, выделяемых ими соединений должно быть достаточно, чтобы ускорить рост отдельных видов водорослей.

По мнению авторов, взаимоотношения между рыбками-фермерами и мизидами следует рассматривать как одомашнивание первыми вторых. В данном случае оно идет по так называемому комменсальному пути, то есть за счет взаимовыгодного сотрудничества. Этот союз обеспечивает рачкам защиту от хищников, а стегастесам — удобрение для их водорослевых ферм. Исследователи полагают, что похожим образом начинались взаимоотношения людей с некоторыми видами домашних животных — например, собаками и кошками.

Недавно ихтиологи обнаружили у берегов Австралии самую старую в мире тропическую рифовую рыбу. Ей оказался пятнистый маколор из семейства луциановых, доживший до 81 года. По словам авторов, это рекорд, но не аномалия: их исследование показало, что исключительная продолжительность жизни характерна для нескольких видов луциановых рыб.

Сергей Коленов