Каланы защитили от морских ежей остатки калифорнийских водорослевых лесов

Калифорнийские каланы помогают сохранившимся участкам водорослевых лесов в заливе Монтерей пережить вспышку численности морских ежей. После периода рекордно жаркой погоды в 2014 году в данной экосистеме произошел сдвиг: популяция растительноядных морских ежей резко увеличилась, в результате чего сплошные заросли водорослей превратились в мозаику, перемежаемую пустошами. Однако каланов при этом также стало больше — и теперь они чаще охотятся на ежей. В основном они кормятся на уцелевших участках лесов, защищая их от чрезмерного выедания. Как отмечается в статье для журнала Proceedings of the National Academy of Sciences, в будущем эти фрагменты могут источником спор для заселения опустевших участков морского дна, где некогда росли водорослевые леса.

Леса бурых водорослей относятся к числу самых богатых и продуктивных экосистем океана. К сожалению, человеческая деятельность, включая чрезмерную добычу морских организмов и истребление крупных морских хищников, нанесла им серьезный вред. В последние десятилетия к этим проблемам добавилась еще одна — участившиеся из-за антропогенных изменений климата волны тепла, которые замедляют рост водорослей и делают их более уязвимыми к выеданию.

Особенно ярко проблемы водорослевых лесов заметны в холодных водах у побережья Центральной Калифорнии. На протяжении тысячелетий здесь существовали обширные заросли водорослей макроцистисов грушевидных (Macrocystis pyrifera). Ими кормились морские ежи пурпурные стронгилоцентротусы (Strongylocentrotus purpuratus), численность которых контролировали калифорнийские каланы (Enhydra lutris nereis) и хищные морские звезды-подсолнухи (Pycnopodia helianthoides). При этом каланов на многих участках их бывшего ареала истребили ради меха, так что основными потребителями морских ежей стали морские звезды.

Эта стабильная система начала рушиться в 2014 году, когда вода на северо-западе Тихого океана разогрелась до аномальных значений, в результате чего рост холодолюбивых макроцистисов резко замедлился. Одновременно с этим морские звезды-подсолнухи почти вымерли из-за загадочной болезни, распространение которой, вероятно, тоже спровоцировали необычно высокие температуры. Лишившись врагов и столкнувшись с нехваткой пищи, морские ежи увеличили численность и перешли к активному кормлению на живых водорослях (прежде они подбирали упавшие на дно оторвавшиеся фрагменты водорослей и старались не показываться на глаза хищникам, прячась в расщелинах). В результате сплошные водорослевые заросли превратились в мозаичный ландшафт из остатков лесов и пустошей, сформированных прожорливыми ежами.

Команда исследователей во главе с Джошуа Смитом (Joshua G. Smith) из Калифорнийского университета в Санта-Крузе решила выяснить, как на изменения в экосистеме отреагировали каланы — главные враги морских ежей. Для этого они отправились в залив Монтерей, где численность каланов благодаря охране медленно растет с 1960 годов. Как и в других регионах Центральной Калифорнии, здесь водорослевые леса сменила мозаика из фрагментов зарослей и пустошей морских ежей. В 2017-2019 годах ученые провели ряд погружений, чтобы оценить условия на дне залива и подсчитать плотность популяции морских ежей. Кроме того, было учтено поведение этих иглокожих. В анализ также включили данные о численности каланов в Монтерее в 2000-2013 и 2014-2018 годах и об их рационе.

Анализ показал, что падение численности морских звезд-подсолнухов и сокращение плотности бурых водорослей совпало по времени с быстрым ростом численности морских ежей. Вслед за этим в заливе Монтерей стало больше каланов. Если в 2000-2013 годах здесь обитала относительно стабильная популяция из примерно 269 особей, то после 2014 года она выросла до 432 особей. По мнению авторов, это связано с тем, что благодаря обилию корма стало выживать больше детенышей и молодых особей. Поскольку в одной из двух соседних популяций численность каланов также увеличилась, хотя и не так резко, а во второй осталась примерно на прежнем уровне, миграция части особей из них не может объяснять рост численности вида в заливе Монтерей. 

С 2014 года каланы залива стали поедать больше морских ежей: их доля в рационе вида выросла как на уровне всей популяции, так и у особей, которые прежде специализировались на других видах добычи. Кроме того, авторы стали отмечать больше особей, предпочитающих морских ежей иной пище (p<0,01).

Как показали наблюдения за поведением ежей, на пустошах они в основном кормятся открыто, однако на сохранившихся участках зарослей, где плотность макроцистисов превышает один ствол на квадратный метр, они по большей части прячутся в щелях среди камней и скал и едят не живые водоросли, а их упавшие на дно фрагменты. При этом у особей, которые держатся на открытых участках, объем гонад меньше, чем у их сородичей из зарослей (p<0,0001). Это свидетельствует, что на пустошах физическое состояние ежей хуже, хотя здесь они активнее и многочисленнее.

Каланы раньше ученых обнаружили, что среди зарослей морские ежи более питательны. Об этом свидетельствует тот факт, что в заливе Монтерей эти хищники предпочитают охотиться на иглокожих с крупными гонадами, которые живут на оставшихся участках леса. В то же время менее питательных ежей каланы избегают и поэтому стараются не охотиться на пустошах. Кроме того, они неохотно погружаются на большие глубины.

По словам Смита и его соавторов, охотясь на сохранившихся участках водорослевых лесов, каланы защищают их от выедания морскими ежами. В присутствии хищников эти иглокожие ведут себя более осторожно и вместо того, чтобы открыто кормиться на водорослях, поедают их отмершие фрагменты, сидя в укрытиях. Таким образом, изменившееся поведение каланов повысило стабильность уцелевших фрагментов экосистемы. Авторы признают, что каланы вряд ли напрямую помогут водорослевым лесам снова занять участки, превратившиеся в пустоши, ведь здесь они кормятся крайне неохотно. Однако сохранившиеся заросли, находящиеся под защитой эти хищников, станут источником спор, которые однажды заселят опустошенные ежами участки морского дна.

Ранее мы рассказывали, как специалисты оценили роль каланов для экономики Канады. Оказалось, что плюсы от восстановления их популяции перевесят ущерб для ловцов крабов, морских ежей и двустворчатых моллюсков. С возвращением каланов на 37 процентов вырастет продуктивность морских экосистем, а прибыль от экологического туризма, которую обеспечат желающие на них посмотреть, будет в шесть раз выше, чем денежные потери от сокращения добычи морепродуктов.

Сергей Коленов