Ольденбург/Бремерхафен (Германия), 6 июня 2017 г. Его длина составляет всего шесть сантиметров, но он играет важную роль в антарктической экосистеме: маленькое ракообразное Euphausia superba (антарктический криль). Это один из самых распространенных видов в мире и основной рацион ряда животных в Южном океане. Долгое время ученые недоумевали, почему размеры запасов криля так сильно колеблются. В новом исследовании, возглавляемом профессором Берндом Блазиусом и профессором Беттиной Мейер, группа ученых из Института химии и биологии морской среды Ольденбургского университета (ICBM) и Бремерхафенского института Альфреда Вегенера, Центра полярных исследований Гельмгольца и Морские исследования (AWI) показали, что за изменчивость отвечает конкуренция за пищу внутри популяции. Исследователи оценили многолетние данные и разработали математическую модель для изучения изменений в запасах криля. Их выводы были опубликованы в последнем выпуске журнала Nature Ecology & Evolution.
Давно известно, что запасы антарктического криля сильно меняются в течение пяти-шестилетнего периода, при этом биомасса изменяется более чем в десять раз. На сегодняшний день эксперты предполагают, что за этот «цикл криля» ответственны климатические факторы, характеризующиеся четко выраженными временами года. Но реальных доказательств этого предположения никогда не было. Теперь анализ, проведенный исследователями из Ольденбурга и Бремерхафена, показывает, что за цикл отвечает самовоспроизводящийся механизм, индуцированный внутри популяции. В частности, антарктической осенью мелкие ракообразные внутри роя все чаще соревнуются за пищу. В это время года личинкам и взрослым особям необходимо запастись достаточным запасом жира на предстоящую зиму. В то же время кормовая база криля - микроскопические мелкие водоросли, фитопланктон - становится менее обильной, когда дни становятся короче. Крупные запасы криля должны голодать в течение длительного времени, зимовать и размножаться. Все эти факторы вызывают колебания численности населения.
«Мы можем показать, что главным образом осенняя конкуренция в популяции криля вызывает колебания», - объясняет исследователь МБР Алексей Рябов. До сих пор ученые предполагали, что зима является критическим сезоном для выживания личинок криля. Зимой, когда большие площади Южного океана покрыты льдом, доступно лишь небольшое количество пищи, которой могут питаться мелкие ракообразные. «Наши результаты проливают новый свет на это предположение», - говорит Мейер.
Ученым удалось смоделировать этот процесс с помощью «биоэнергетической» модели, которая иллюстрирует, среди прочего, развитие криля от яйца до взрослой особи. «Результаты этого моделирования точно соответствуют наблюдаемому циклу за 18-летний период», - говорит Блазиус.
По словам исследователей, их моделирование поможет лучше понять пищевую сеть Южного океана, поскольку криль играет ключевую роль в экосистеме Антарктики: он является добычей китов, тюленей и пингвинов. Модель показывает - чем меньше этих крупных хищников, тем больше амплитуда колебаний запаса криля. «Это может дестабилизировать пищевую сеть в регионе и, как следствие, уменьшить количество крупных хищников», - объясняет Мейер. И наоборот, усиление промыслового давления на криля могло бы стабилизировать его запасы. «Любой фактор, нарушающий этот хрупкий баланс, может иметь драматические последствия для всей антарктической экосистемы», - заключает Блазиус.