Австралийцы напугали инвазивных гамбузий робоокунем

Робоокунь гоняется за гамбузиями Холбрука (Gambusia holbrooki). На изображении также видны четыре головастика синеногой литории (Ranoidea moorei).

The University of Western Australia / YouTube

Австралийские биологи напугали живущих в неволе гамбузий с помощью робота, напоминающего естественного врага этих рыбок — большеротого окуня. В результате гамбузии стали вести себя менее активно, их физическое состояние ухудшилось, а количество сперматозоидов и средний вес икринок уменьшились. Более того, рыбки стали реже нападать на головастиков, которые содержались с ними в одних емкостях. Как отмечается в статье для журнала iScience, гамбузии в Австралии являются инвазивным видом и регулярно нападают на местных рыб и амфибий, что приводит к сокращению численности последних. Хотя робоокуней пока нельзя использовать в естественных водоемах, эксперименты с ними могут лечь в основу эффективных методов борьбы с гамбузиями.

Австралийские экосистемы страдают от десятков инвазивных видов, которые попали на континент благодаря человеку. Кролики (Oryctolagus cuniculus) и копытные съедают слишком много растительности и усиливают эрозию почв; лисицы (Vulpes vulpes) и одичавшие кошки уничтожают мелких млекопитающих, птиц и рептилий; а ядовитые жабы-ага (Rhinella marina) убивают аборигенных хищников, которые пытаются на них охотиться.

Гамбузия Холбрука (Gambusia holbrooki) — еще один опасный вселенец, угрожающий эндемичной фауне Австралии. Этих мелких североамериканских рыбок выпускали в австралийские водоемы в надежде, что они будут поедать личинок комаров — переносчиков малярии и других инфекционных болезней (по этой же причине их завезли в Европу и на территорию бывшего СССР). Однако гамбузии начали нападать на местных рыб и головастиков, обкусывая им плавники и хвосты и обрекая на гибель. В результате во многих регионах Австралии, где появился этот инвазивный вид, численность некоторых аборигенных рыб и лягушек резко сократилась.

Специалисты опробовали несколько способов борьбы с гамбузиями. Однако эти рыбки оказались малочувствительными к обработке водоемов электрическим током и быстро приспособились к большинству химикатов, которые пытались использовать против них. Команда исследователей во главе с Джованни Польверино (Giovanni Polverino) из Университета Западной Австралии решила испытать альтернативный метод. Они сконструировали роборыбу, которая напоминает молодого большеротого окуня (Micropterus salmoides) — естественного врага гамбузий. Польверино и его соавторы предположили, что такие роботы будут вызывать у инвазивных рыбок стресс, отчего те станут реже нападать на представителей аборигенной фауны.

Чтобы проверить данную идею, исследователи собрали в водоемах Западной Австралии 150 гамбузий и 100 головастиков эндемичной лягушки синеногой литории (Ranoidea moorei). Сначала они дали подопытным животным освоиться в неволе, а затем случайным образом выбрали по 72 особи каждого вида и распределили их по 12 емкостям, снабженных камнями, живыми растениями и системой аэрации. В каждую попали по шесть рыбок (три самки и три самца) и по шесть головастиков.

В течение семи недель Польверино и его коллеги дважды в неделю на час переносили гамбузий и головастиков из их емкостей в более мелкую емкость, размещенную на роботизированной установке. К особям из экспериментальных групп в эту емкость со второй по шестую недели включительно подсаживали робоокуня, который управлялся магнитным манипулятором, расположенным под емкостью. Робот действовал на основе данных с видеокамеры, подвешенной над емкостью, и примерно раз в минуту атаковал гамбузий, которые находились ближе всего к головастикам. Он не мог нанести им реальный вред, а лишь приближался к ним с ускорением. Поскольку каждый раз подопытные особи проводили в экспериментальной установке час, фальшивый окунь успевал напасть на рыбок не более 60 раз за сеанс. К гамбузиям и головастикам из контрольных групп (а также к особям из экспериментальных групп на первой и седьмой неделях) робоокуня не подсаживали.


Проанализировав видеозаписи, запечатлевшие поведение гамбузий и головастиков, когда они находились в экспериментальной емкости, исследователи пришли к выводу, что регулярные атаки робоокуня изменили поведение инвазивных рыбок. Особи, столкнувшиеся с фальшивым хищником, старались держаться ближе друг к другу. В таких группах среднее расстояние между рыбками и между отдельной рыбкой и самым дальним ее сородичем оказалось значительно меньше, чем в контрольных. В то же время среднее расстояние между головастиками в экспериментальных и контрольных группах было примерно одинаковым. Вероятно, эти амфибии не боятся робоокуней, поскольку на протяжении эволюционной истории никогда не сталкивались с большеротыми окунями. Также они, в отличие от гамбузий, не очень хорошо видят и мало полагаются на зрение, когда отслеживают присутствие хищников.

В присутствии робота гамбузии плавали более хаотично и проводили больше времени в центральной части экспериментальной емкости. Напротив, головастики в этой же ситуации плавали более плавно и держались по краям емкости. Дополнительный анализ показал, что фальшивый хищник разделил представителей двух видов в пространстве. Из-за вызванного им стресса гамбузии не могли преследовать головастиков — а у тех появилась возможность держаться от опасных вселенцев на расстоянии.

Польверино с соавторами также обнаружили, что контакты с робоокунем оказывают долгосрочное воздействие на гамбузий. Рыбки из экспериментальных групп после возвращения в привычные емкости вели себя менее активно, проявляли большую тревожность и больше ели. Кроме того, форма тела у самцов стала более вытянутой, чтобы легче было уплывать от врагов. Особи, столкнувшиеся с фальшивым окунем, тратили много энергии на защитное поведение, так что не могли запасти достаточно ресурсов или использовать их для продолжения рода. В результате физическое состояние гамбузий из экспериментальных групп ухудшилось, самцы стали вырабатывать меньше сперматозоидов, а у самок уменьшился средний размер икринок. По мнению авторов, такие изменения могут серьезно снизить репродуктивный успех рыбок.

Авторы признают, что разработанная ими система не подойдет для борьбы с инвазивными гамбузиями в дикой природе. Развернуть в тысячах водоемов Австралии установки с робоокунями, оснащенные камерами с системами компьютерного зрения, невозможно ни с технической, ни с финансовой точек зрения. Тем не менее, исследование поможет выявить уязвимые места гамбузий, а в перспективе и других инвазивных видов, и придумать эффективные меры по их уничтожению.

Гамбузия Холбрука — не единственный инвазивный вид рыб, от которого страдают австралийские водоемы. Не менее серьезную угрозу представляют сазаны (Cyprinus carpio). Их завезли на континент в 1960 годах. Согласно недавней оценке, в общей сложности в Австралии живет 200 миллионов этих рыб. Как с ними бороться, пока неясно. Правительство планирует использовать для этого герпесвирус карповых 3 типа, однако экологи предупреждают, что в результате огромное количество мертвой рыбы погубит пресные водоемы.

Кстати, это не первый раз, когда ученые пугают рыб роботами. Ранее мы писали о том, как испугавшиеся роборыбы данио-рерио помогли разобраться в процессах передачи информации между хищником и добычей и хищником-репликой и добычей.

Сергей Коленов

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.