Когда британский натуралист Чарльз Дарвин путешествовал по Галапагосским островам в 1835 году, он обратил внимание на гигантские леса водорослей, окружающие острова. Он считал, что если эти леса будут уничтожены, значительное количество видов будет потеряно. Эти подводные экосистемы, как считал Дарвин, могут иметь даже большее значение, чем леса на суше.
С тех пор многие научные исследования были сосредоточены на присутствии гигантских водорослей и разнообразии биоразнообразия, которое они поддерживают. Многие морские биологи считают крупнейшую в мире водоросль краеугольным камнем ее экосистемы не только с точки зрения ее структуры (огромная лесоподобная среда под водой), но и с точки зрения ее огромной продуктивности в обеспечении пищей прибрежной экосистемы..
Новый анализ, проведенный исследователями Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, показал, что структура водорослей может быть важнее, чем пища, которую они обеспечивают. Используя данные долгосрочного экологического исследовательского проекта побережья Санта-Барбары за более чем десятилетие, поддержанного Национальным научным фондом, исследователи изучили влияние ламинарии на группы организмов в лесной экосистеме ламинарии. Их результаты опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society B..
«Мы предположили, что гигантские водоросли кормили травоядных в системе и обеспечивали структуру и среду обитания для хищников, и что они питались морскими ежами и влияли на подлесковые сообщества водорослей и сидячих беспозвоночных в лесу водорослей», - сказал ведущий автор Роберт Миллер, биолог-исследователь Института морских наук UCSB (MSI).«Мы обнаружили, что гигантские водоросли повлияли на некоторые из этих групп больше, чем на другие. Благодаря им увеличилось разнообразие хищников, но количество подлесковых водорослей уменьшилось, как и ожидалось, потому что гигантские водоросли затеняют дно и мешают другим видам водорослей хорошо себя чувствовать. В свою очередь, гигантские водоросли положительно сказались на сидячих беспозвоночных - губках и морских асцидиях, - которые живут на дне, но часто могут вытесняться водорослями за пространство."
Морские биологи построили модель структурного уравнения для одновременного изучения связи между различными переменными. Это позволило им выдвинуть гипотезу об определенных путях - этот тип моделирования также называется анализом путей - и создать более мощную модель.
Данные показали, что, хотя морские ежи негативно влияли на гигантские водоросли, поедая их, прямой связи между водорослями и другими травоядными не существовало. На самом деле травоядные питаются разнообразно, а это значит, что они не обязательно страдают от снижения численности гигантских водорослей. Фактически, большая часть продукции водорослей вывозится из леса, а не потребляется живущими там животными.
В другом исследовании Миллер и его коллега-биолог MSI Марк Пейдж использовали стабильные изотопы, чтобы определить, что сидячие организмы, питающиеся суспензией, питаются фитопланктоном, а не детритом водорослей. Это открытие противоречит мнению многих представителей научного сообщества о том, что детрит водорослей является важным источником пищи для этих беспозвоночных.
Результаты нашего моделирования показывают, что физические аспекты ламинарии - ее размер и присутствие, тень, которую она отбрасывает, ее влияние на течение и среду обитания, которую она предоставляет хищникам, - влияют на экосистему рифа больше, чем ее производительность», - сказал Миллер. «Хотя водоросли явно важны как источник пищи для некоторых организмов на рифе, их структурные эффекты важны и имеют далеко идущие последствия».
Видимо, Дарвин был прав.
Другими соавторами UCSB являются Томас Лами, Ли Куи, Дэниел Рид и Кевин Лафферти, который также является экологом из Геологической службы США. Кроме того, в работе над этой статьей участвовал Эндрю Расвейлер из Университета штата Флорида.
Это исследование также было поддержано НАСА, Бюро управления энергетикой океана и Национальным управлением океанических и атмосферных исследований через Сеть наблюдения за морским биоразнообразием в проливе Санта-Барбара.