Рыбки-фермеры помогли кораллам восстановиться после обесцвечивания

Кораллы, которые растут на водорослевых лужайках рыбок-фермеров Stegastes diencaeus, лучше переживают обесцвечивание. Исследование, проведенное в водах вокруг острова Муреа во Французской Полинезии, показало, что в таких местах колонии кораллов реже погибают из-за обесцвечивания и чаще восстанавливаются до изначального состояния. Как отмечается в статье для журнала PLoS One, возможно, дело в том, что рыбки-фермеры отгоняют от своих лужаек других рыб — в том числе тех, что могли бы объесть кораллы. Согласно альтернативному объяснению, S. nigricans удобряют воду, что повышает шансы на возвращение эндосимбионтов кораллов.

Некоторые виды коралловых рыбок из семейства помацентровых (Pomacentridae) освоили сельское хозяйство. Они ухаживают за небольшими участками водорослей, отгоняют от них сородичей, других травоядных и даже дайверов и время от времени снимают урожай. Отдельные виды этих рыб настолько специализированы, что кормятся исключительно на своих лужайках.

При этом деятельность рыбок-фермеров оказывает влияние не только на водоросли, которые они выращивают, но и на других морских обитателей. Например, на лужайках вида Stegastes diencaeus часто собираются планктонные рачки-мизиды, которые ищут здесь защиту от хищников. Взамен беспозвоночные удобряют водоросли пометом, благодаря чему те быстрее растут. А на участках рыб S. nigricans, которые живут группами на рифах Индийского и Тихого океана, процветают кораллы. Рыбки-фермеры не подпускают к колониям этих существ поедающих кораллы животных и стимулируют их рост за счет азотистых выделений.

Команда зоологов под руководством Рассела Шмитта (Russell J. Schmitt) из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре предположила, что кораллы, которые растут на лужайках рыб S. nigricans, лучше переживают обесцвечивание — потерю эндосимбиотических водорослей (Symbiodiniaceae) — во время волн жары. После обесцвечивания некоторым коралловым колониям удается вернуть симбионтов и восстановиться, однако если этого не происходит, они погибают из-за нехватки энергии. По мнению авторов, соседство с рыбками-фермерами может повысить шансы обесцвеченных кораллов на выживание.

Чтобы проверить эту идею, Шмитт и его коллеги отправились на барьерный риф вокруг острова Муреа во Французской Полинезии. В первой половине 2019 года температура моря здесь в течение нескольких месяцев держалась выше нормы, из-за чего многие кораллы обесцветились и погибли. Особенно пострадали представители родов Pocillopora и Acropora. 

В июне 2019 года, когда обесцвечивание на Муреа достигло пика, но кораллы еще не начали отмирать, исследователи насчитали на 178 отдельно стоящих участках рифа вокруг острова 1137 колоний Pocillopora. Хотя площадь подходящей для этого рода среды за пределами рыбьих лужаек оказалась в 1,6 выше, чем площадь лужаек, кораллы явно предпочитали селиться по соседству с S. nigricans. Лишь 32 процента колоний были отмечены за пределами участков, принадлежащих рыбкам-фермерам. Особенно ярко эта закономерность проявлялась для крупных колоний, 86 процентов которых располагались на рыбьих лужайках. Эти наблюдения подтверждают, что в нормальных условиях соседство с рыбками-фермерами идет кораллам на пользу.

На следующем этапе Шмитт с коллегами случайным образом выбрали вокруг острова Муреа 399 колоний рода Pocillopora, часть из которых располагалась на лужайках рыбок-фермеров, а часть — за их пределами. Их судьбу отслеживали с июня 2019 года до августа 2020 года, когда одни коралловые колонии погибли, а другие вернули симбионтов и выжили.

Оказалось, что кораллы одинаково часто обесцвечивались на рыбьих лужайках и за их пределами. Доля пострадавших тканей в отдельной колонии также не зависела от ее расположения. Таким образом, соседство с рыбками-фермерами не защитило колонии Pocillopora от обесцвечивания. Однако на рыбьих лужайках кораллы чаще выживали после теплового стресса. По оценке авторов, здесь в течение года после обесцвечивания погибло в среднем 44 процента колоний, в то время как за пределами лужаек — 67 процентов колоний. Таким образом, рядом с рыбками-фермерами риск гибели для обесцвеченных кораллов оказался на треть ниже. Кроме того, на рыбьих лужайках обесцвеченные колонии восстанавливались до изначального состояния в 33 процентах случаев, а за их пределами — лишь в 19 процентах случаев.

Авторы предполагают, что рыбки-фермеры помогают колониям Pocillopora переживать трудные времена за счет того, что отгоняют от своих лужаек другие виды рыб, которые могли бы объесть кораллы. В результате кораллам не нужно тратить энергию на заживление ран, благодаря чему у них появляется возможность сэкономить ее до возвращения симбионтов. Кроме того, под защитой рыбок-фермеров они могут активнее кормиться зоопланктоном. А аммиак и мочевина, выделяемые S. nigricans, повышают шансы на возвращение эндосимбионтов кораллов. 

Следует отметить, что S. nigricans не защищают кораллы намеренно. Они охраняют водоросли на своих лужайках от большинства животных — и поэтому прогоняют в том числе и рыб, которые могли бы навредить кораллам. Тем не менее, рыбки-фермеры могут сыграть важную роль в выживании целого ряда видов кораллов, которые все чаще сталкиваются с волнами жары и обесцвечиванием.

Ранее зоологи выяснили, что завезенные на острова крысы влияют на поведение звездчатых рыб-ласточек (Plectroglyphidodon lacrymatus) в окрестных водах. Инвазивные грызуны разоряют колонии морских птиц, что снижает приток азота в прибрежные экосистемы. В результате водоросли, которые выращивают рыбы-ласточки, хуже растут и становятся менее питательными. В этих условиях рыбкам-фермерам приходится расширять свои участки — и тратить меньше сил на стычки с конкурентами, поскольку защита водорослей с пониженной питательной ценностью перестает окупать себя.