Вторник, 27 февраля, 2024
ДомойНаукаРазгадка тайны загадочных колебаний численности анчоусов в Калифорнии

Разгадка тайны загадочных колебаний численности анчоусов в Калифорнии

- Advertisement -

Новое исследование выявило корреляцию между длиной пищевых цепочек, поддерживающих личинки анчоусов, и циклами подъемов и спадов популяций анчоусов в Калифорнии. Более короткие пищевые цепи связаны с ростом населения, что дает представление об управлении рыболовством и усилиях по его сохранению.

Несмотря на экологическое и экономическое значение анчоусов у берегов Калифорнии, характерные взлеты и падения их популяции оставались загадочными на протяжении десятилетий.

Новое исследование Скриппса и НОАА ученые обнаружили экологические корреляции, которые могут помочь объяснить бумы и спады популяции анчоусов в Калифорнии. Если корреляции подтвердятся дальнейшими исследованиями, однажды они смогут помочь руководству калифорнийского промысла анчоусов и улучшить их сохранение.

Роль анчоуса в морской жизни

Северный Анчоус (англ.Энграулис кусается) является важнейшим источником пищи для большей части наиболее заметных морских обитателей Калифорнии, включая стаи морских львов, стаи дельфинов, прибыльный промысел тунца и толпы китов. Но одной из отличительных черт популяции анчоусов у берегов Калифорнии является цикл подъемов и спадов, который может длиться более десяти лет. Эти взлеты и падения отражаются на всей морской экосистеме, а сбои иногда приводят к голоданию детенышей морских львов или к тому, что бурые пеликаны бросают своих птенцов.

Десятилетия исследований демографической динамики

Что именно движет этими бумами и спадами, остается неясным, несмотря на десятилетия научных исследований, в частности, КалКОФИ исследовательская программа, которой совместно управляют Океанографический институт Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего, Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) и Калифорнийский департамент рыбы и дикой природы. Программа исследует морские экосистемы вдоль побережья Калифорнии и является одной из крупнейших и продолжительных программ мониторинга океана в мире.

Личинка северного анчоуса длиной 25 мм, собранная в ходе биологических исследований и законсервированная в формалине. Фото: Расмус Свалторп

Ключевые результаты исследования

Исследование, опубликованное 5 декабря в журнале Природные коммуникации и финансируемый NOAA и Национальным научным фондом, указывает на морскую экосистему, окружающую недавно вылупившихся анчоусов, известных как личинки. Исследователи проанализировали личинки анчоусов за 45 лет, собранные в ходе исследований CalCOFI, и обнаружили, что длина пищевая цепочка поддержка личинок тесно коррелирует с бумом и спадом популяции анчоусов.

В частности, более короткие пищевые цепи предшествовали буму, а более длинные – спадам. Более короткие пищевые цепи личинок состоят из меньшего количества этапов, на которых одно животное поедает другое, между фотосинтезирующим фитопланктоном, собирающим солнечную энергию в основании пищевой цепи, и личинками, которые питаются в основном зоопланктоном.

Понимание эффективности пищевой цепи

Расмус Свалторп, ведущий автор исследования и младший научный сотрудник проекта в Scripps, сказал, что одним из вероятных объяснений этой корреляции является то, что более короткие пищевые цепи более эффективны и приводят к тому, что больше энергии от основания пищевой цепи достигает личинок анчоуса. Свалторп сказал, что это происходит потому, что каждый раз, когда организмы из разных частей пищевой цепи потребляют друг друга, происходит потеря энергии, которая, как известно, происходит.

«Это аналогично потерям энергии, которые происходят, когда электричество поступает от электростанции в наши дома – чем длиннее расстояние, тем больше энергии теряется по пути», – сказал Свалторп. «Вот как происходит переход от одного уровня пищевой цепи к другому: чем больше шагов, тем меньше энергии попадает к личинкам анчоуса. Личинки могут питаться одной и той же пищей, но когда пищевая цепь удлиняется, это может означать, что пищи становится меньше или что одни и те же продукты не содержат столько энергии».

В результате более короткая пищевая цепь, вероятно, может поддерживать большее количество отдельных личинок анчоуса.

Последствия и будущие исследования

Свалторп начал исследование, лежащее в основе этой статьи, в 2014 году, надеясь использовать возможности программы выборки CalCOFI, чтобы лучше понять механизмы, лежащие в основе взлетов и падений этого важнейшего игрока в мировой экономике. Текущая экосистема Калифорнии.

«Океан — очень большое место, и наши возможности репрезентативного отбора проб из него очень ограничены», — сказал Свалторп. «CalCOFI — это наиболее полное исследование экосистем океана на планете, и это лучший шанс, который у нас есть, чтобы добраться до этих более крупных экологических механизмов».

В частности, исследователи хотели проверить идею о том, что ключевым фактором, определяющим, сколько северных анчоусов переживут опасности личиночной жизни в данный год, является структура пищевой цепи, в которой участвуют эти личинки. Для этого исследователи использовали стабильный изотоп азота. анализ для определения длины пищевой цепи для 207 личинок анчоуса возрастом примерно три недели, собранных программой CalCOFI в период с 1960 по 2005 год.

В 2020 году коллектив опубликовал бумага подробно описывая этот метод оценки длины пищевой цепи у химически консервированной рыбы, который основан на основной идее: когда один организм поедает другой, съеденное существо оставляет химическую подпись в тканях своего потребителя. В этом случае анализ не позволяет точно определить, кто кого ел, но может быть использован для вывода о том, сколько звеньев было в пищевой цепи между фитопланктоном и личинками анчоуса.

Анализ показал, что более короткие пищевые цепи личинок, как правило, на год или два предшествуют периодам бурного роста популяции анчоусов, а более длинные пищевые цепи личинок были связаны с снижением численности анчоусов в последующие один-два года. Кроме того, изменения в длине пищевой цепи сохранялись на протяжении большей части фаз бума и спада.

Что касается того, как и почему длина пищевой цепи может увеличиваться или уменьшаться из года в год, Свалторп предложил некоторые потенциальные объяснения.

«Молодые личинки анчоусов очень восприимчивы к голоданию, и их выживание действительно зависит от эффективности, с которой к ним поступает энергия», — сказал Свалторп. «Если пищевая цепочка короткая и эффективная, это, вероятно, поможет выжить большему количеству личинок, что может способствовать циклу бума в ближайшие год или два».

Поскольку текущее исследование не может идентифицировать личность разновидность В более длинных и более коротких пищевых цепях, которые оно обнаружило, Свалторп заявил, что исследование не может объяснить, почему более длинные пищевые цепи коррелируют с уничтожением анчоусов и наоборот. Независимо от того, почему существует эта корреляция, Свалторп сказал, что индекс пищевой цепи личинок – ежегодное измерение длины пищевой цепи личинок с использованием стабильных изотопов азота – потенциально может быть полезным инструментом для оценки тенденций популяций анчоусов в ближайшем будущем, но необходимы дополнительные исследования. изучить его потенциал.

Свалторп также отметил, что, хотя длина пищевой цепи личинок, по-видимому, была важным фактором в течение изучаемого периода, существуют и другие важные факторы, и их относительная важность, вероятно, варьируется в зависимости от пространства и времени.

В будущем, по словам Свалторпа, было бы интересно продлить временной ряд исследования до настоящего времени, поскольку нынешний анализ не охватывает годы после 2015 года, когда популяция анчоусов в Калифорнии снова резко возросла. Он также сказал, что команда начинает исследовать сложные вопросы о том, кто именно кого ест, когда пищевые цепи удлиняются, а также о том, что вызывает эти изменения в основании пищевой цепи.

Помимо этого, настоящей проверкой объяснительной силы этой корреляции станет то, когда исследователи попытаются применить ее к другим регионам и другим видам рыб, таким как перуанский анчоус (Кольцо Энграулис) – самый крупный промысел в мире.

Ссылка: «Бум и спад анчоусов связан с трофическими сдвигами в рационе личинок» 5 декабря 2023 г., Природные коммуникации.
DOI: 10.1038/s41467-023-42966-0

Исследование было проведено в сотрудничестве с программой CCE-LTER Майклом Лэндри, Брайсом Семменсом, Марком Оманом и Лихини Алувихаре из Scripps, а также Дерекой Чаргуалаф и Эндрю Томпсоном из Рыболовной службы NOAA.

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме