Они выглядят как реквизит из фильма «Парк Юрского периода», но эти древние организмы существовали задолго до динозавров. Некоторые из их ближайших эволюционных родственников вымерли сотни миллионов лет назад. Но в то время как бесчисленное множество других видов появилось и исчезло, мечехвост выжил и имеет большое значение.
В конце мая и в июне сотни тысяч этих доисторических существ выходят из вод залива Делавэр, чтобы отложить и оплодотворить яйца во влажном песке. На некоторых пляжах их встретят ученые и волонтеры, которые будут тщательно подсчитывать их численность на нескольких пробных площадях.
Перепись была разработана учеными Геологической службы США в сотрудничестве с исследователями из Службы рыболовства и дикой природы США, нескольких государственных органов управления, биомедицинской компании и нескольких университетов для определения размера и состояния популяции мечехвоста залива Делавэр. Эта информация имеет решающее значение, потому что сегодня эти древние организмы находятся в центре далеко идущей сети экологических, медицинских и экономических отношений. Перепись является проектом Комиссии по морскому рыболовству атлантических штатов, межгосударственного и федерального партнерства.
Подковообразные крабы залива Делавэр являются важным источником пищи для около миллиона перелетных куликов, которые каждую весну пролетают через этот регион. Проведя зиму в Южной Америке, такие виды, как красный горошек, рыжий камнелом, полупальчатый кулик и песочница лакомятся богатой белком икрой мечехвоста, прежде чем отправиться в свои арктические места размножения. Для большинства этих птиц залив Делавэр является самой важной остановкой в пути на расстояние до 10 000 миль.
Хотя мечехвосты водятся вдоль атлантического побережья от Юкатана до штата Мэн, популяция залива Делавэр является самой большой в мире. Биолог Геологической службы США и статистик доктор Дэвид Смит из Научного центра Литауна говорит, что длинные участки защищенных песчаных пляжей залива обеспечивают идеальную среду обитания для нереста. «То, что эволюционировало, - это зависимость мигрирующих куликов от изобилия яиц мечехвоста в заливе Делавэр», - говорит доктор Смит.
Но в последние годы в ряде мест сообщалось о снижении численности мечехвоста. Доказательства разрозненны, и до недавнего времени систематические исследования мечехвоста не проводились. Но биологи говорят, что есть множество причин для беспокойства: коммерческий промысел мечехвоста растет, а большая часть песчаных пляжей, необходимых для нереста, утрачена.
Свидетельства также свидетельствуют о серьезном сокращении численности красных узлов и других мигрирующих куликов, хотя причины этого остаются неизвестными. Биологи хотят знать, связаны ли эти тенденции с сокращением количества яиц мечехвоста, доступных мигрирующим птицам. «Очевидно, что нам нужно больше знать о статусе мечехвоста и тенденциях», - говорит доктор Смит.
Жизненно важная ссылка
Несмотря на свое название, мечехвосты более тесно связаны с пауками и скорпионами, чем с настоящими крабами. Ранней весной, когда кулики, зимующие в Южной Америке, начинают готовиться к миграции на север и размножению, мечехвосты вдоль атлантического побережья Северной Америки выходят из своих илистых мест на континентальном шельфе и начинают свой собственный путь к мелководью.
Птицы и мечехвосты миллионами собираются на пляжах заливов Делавэра, Мэриленда и Нью-Джерси. Мечехвосты собираются в огромных количествах недалеко от берега, часто ожидая самых высоких приливов, связанных с полнолунием или новолунием, чтобы выползти на берег и отложить яйца. Во время этих массовых нерестов плотность крабов может превышать 100 000 на милю пляжа, при этом каждая самка откладывает тысячи яиц.
Яйцекладка продолжается в меньшей степени во время других вечерних приливов в течение мая и начала июня. «Некоторые крабы нерестятся в любое время прилива», - говорит Грегори Бриз, биолог из проекта FWS Delaware Estuary Project. Кулики, по словам Бриза, в основном едят яйца, когда подковообразная активность наиболее высока. Мечехвосты закапывают скопления бледно-зеленых яиц в песок, но во время массового нереста огромное количество яиц выбрасывается на поверхность, где их поедают птицы.
Бриз говорит, что некоторые кулики могут без остановок путешествовать даже из южной Аргентины, прежде чем прибыть в залив Делавэр. Исчерпав свои энергетические запасы, птицы наедаются богатым, обильным источником пищи. Менее чем за две недели они могут более чем удвоить массу своего тела, что позволит им продолжить свое путешествие на крайний север.
Куликов - не единственные организмы, для которых мечехвосты и их яйца являются жизненно важным источником пищи. Многие мелкие рыбы питаются бесчисленной икрой, вымытой в залив, а позже и вылупившимися личинками. Молодь более крупных океанских рыб, которые используют охраняемые воды залива Делавэр в качестве гигантского питомника, также потребляет икру и личинок. Молодь и взрослые мечехвосты являются основным продуктом питания черепахи-болвана, находящейся под угрозой исчезновения.
Человеческое давление
Подковообразные крабы уже давно важны и для человека. Их относительно простая биология сделала их популярным организмом для фундаментальных биомедицинских исследований. Важные первые успехи в понимании человеческого зрения и нейробиологии были достигнуты благодаря изучению примитивных глаз мечехвоста и длинного зрительного нерва.
Сегодня вокруг сбора крови мечехвоста существует многомиллионная индустрия. Свертывающий агент под названием Limulus Amoebocyte Lysate (LAL) извлекается из крови и используется для определения наличия грамотрицательных бактерий. Кровь человека и все коммерчески производимые внутривенные препараты проверяются на бактериальное загрязнение с использованием LAL.
Извлечение крови из мечехвоста обычно не приводит к летальному исходу, и поэтому фармацевтическая промышленность не считается основным фактором, влияющим на популяцию крабов. Гораздо большую озабоченность у исследователей и менеджеров вызывает увеличение добычи мечехвоста для использования в качестве наживки в американском промысле угря и трубача.
Биолог из Делавэрского университета доктор Билл Холл говорит, что высокая плотность мечехвостов в районе залива Делавэр делает их добычу для наживки рентабельной. «Это одно из немногих мест, где их ловля экономически выгодна», - говорит он. Обеспокоенность возможными последствиями этого улова побудила доктора Холла объединиться с Бенджи Свон из Limuli Laboratories и доктором Карлом Шустером из Колледжа Уильяма и Мэри, чтобы организовать добровольное исследование мечехвоста, нерестящегося на пляжах залива Делавэр в 1990 году.
«Урожай вызывает большие опасения, - говорит д-р Смит. «Есть достаточно данных, чтобы предположить, что количество крабов, нерестящихся в заливе, в последнее время сократилось, достаточно, чтобы кулики могли оказаться под угрозой.«Но хотя опросы добровольцев показали некоторое снижение, проект изначально не был разработан для получения достоверной статистической выборки всего населения залива Делавэр..
Коммерческая добыча - не единственный фактор, который может оказывать давление на мечехвостов. Мили песчаных пляжей залива Делавэр неуклонно сокращаются. «Существуют довольно высокие темпы отступления береговой линии и потери пляжей из-за эрозии и очевидного повышения уровня моря», - говорит Бриз. Развитие и укрепление береговой линии также может уничтожить среду обитания мечехвоста.
USGS и другие биологи отмечают, что если популяция мечехвоста серьезно сократится, на восстановление могут уйти десятилетия. Несмотря на то, что мечехвосты плодовиты с точки зрения производства яиц, мечехвосты являются долгоживущими животными, которые не размножаются, пока им не исполнится девять или десять лет.
Совместный ответ
Выражая опасения по поводу роста мечехвостов, эколог доктор С. Джо Марграф и его коллеги из Кооперативного отдела исследований рыбы и дикой природы Геологической службы США в Мэриленде начали исследование в 1996 году, чтобы определить, как использование мечехвостами нерестовых пляжей меняется во времени и пространстве. Их цель состояла в том, чтобы разработать строгий метод выборки для использования в мониторинге населения. Исследователи обнаружили, что, чтобы быть наиболее репрезентативными и последовательными, исследования должны быть сосредоточены на самых мелководных участках и должны проводиться в самый высокий из двух ежедневных приливов, сразу после новолуния или полнолуния..
В 1998 году Комиссия по морскому рыболовству атлантических штатов реализовала план управления видами, обитающими на атлантическом побережье. Принятый в октябре прошлого года план предусматривает сбор информации, необходимой для управления промыслом мечехвоста и обеспечения защиты разнообразных животных, питающихся мечехвостами и их яйцами. План также конкретно предписывает, чтобы заливовые штаты Нью-Джерси, Делавэр и Мэриленд разработали и внедрили статистически обоснованные методы мониторинга состояния популяций мечехвоста.
Этот межгосударственный план управления привел к текущей совместной исследовательской программе с участием ученых Геологической службы США, менеджеров по ресурсам из трех штатов и внешних исследователей. Под руководством доктора Смита внедряется новый, статистически обоснованный протокол выборки, который поможет исследователям определить истинный размер популяции и отслеживать любые тенденции к снижению. «Начиная с этого года, мы будем гораздо лучше понимать изменчивость численности мечехвоста», - говорит Бриз.
«Наш текущий проект основан на опросе добровольцев и включает рекомендации доктора Марграфа и его коллег», - говорит доктор Смит. «Сейчас мы сосредоточены на более крупных пространственных и временных масштабах - как лучше всего выбирать пляжи и как часто пляжи следует брать для мониторинга населения всего залива».
Другим компонентом совместных усилий, частично финансируемых в рамках программы Государственного партнерства Геологической службы США, является оценка генетической изменчивости мечехвостов по всему их географическому ареалу. Исследователи уверены, что могут быть идентифицированы уникальные «маркеры» ДНК, которые позволят им определить распределение и модели движения различных популяций мечехвоста. Руководители рыбных хозяйств могут использовать эту информацию для мониторинга промыслового давления на определенные популяции.
В настоящее время, говорит доктор Смит, исследователи не знают, принадлежат ли мечехвосты, выловленные траулерами дальше на континентальном шельфе, к размножающейся популяции залива Делавэр. «Непонятно, чьих крабов они там вывозят, - говорит он. - Они из Делавэр-Бей или откуда-то еще? Ответ, который должны дать генетические исследования, повлияет на то, как разводят мечехвостов в районе залива Делавэр.
Питер Химчак из Отдела рыболовства, дичи и дикой природы штата Нью-Джерси говорит, что новая перепись мечехвоста - это амбициозное мероприятие, которое потребует обширной поддержки волонтеров. Для отбора проб были выбраны восемь пляжей по обе стороны залива. Группы добровольцев и сотрудников агентств по природным ресурсам будут вести подсчет взрослых мечехвостов на установленных трансектах во время вечерних приливов. Биологи также проведут подсчет образцов яиц мечехвоста. Доктор Боб Лавленд из Университета Рутгерса и доктор Марк Боттон из Университета Фордхэм возглавят работу по измерению успешности нереста путем подсчета живой икры, отложенной в песок самками мечехвоста на тех же пляжах, где проводятся исследования крабов.
Исследователи говорят, что расширенная программа переписи основывается на успехе предыдущих опросов добровольцев. Доктор Холл продолжает координировать исследования. «Перепись привлекает множество преданных своему делу добровольцев, людей, не являющихся биологами, - говорит доктор Смит. «Приятно видеть такой интерес».
Нужны дополнительные добровольцы, чтобы помочь биологам в подсчете мечехвостов во время ночных приливов. Заинтересованным лицам следует связаться с г-жой Бенджи Свон по телефону (609) 465-6552 или с Dr. Билл Холл, тел. (302) 645-4253, [email protected]. Дополнительную информацию о проекте можно найти в Интернете по адресу
Исследование мечехвоста - один из нескольких проектов, поддержанных в этом году в рамках Государственной программы партнерства Геологической службы США. Кооператоры включают Отдел рыбы, дичи и дикой природы Нью-Джерси; Делавэрский отдел рыбы и дикой природы; и Департамент природных ресурсов Мэриленда. Государственная программа партнерства - это конкурсная инициатива по финансированию, направленная на развитие сотрудничества между учеными и менеджерами по ресурсам из штатов, племен, Геологической службы США и других ведомств Министерства внутренних дел.