На здоровье коралловых рифов может влиять как разнообразие рыб, которые пасутся на них, так и количество рыб, которые это делают, согласно новому исследованию ученых из Лаборатории наук об океане Бигелоу. В статье Science Advances исследователи распутывают и раскрывают мощные эффекты, которые биоразнообразие оказывает на карибские коралловые рифы.
«Ученым давно известно, что рифы более здоровы, когда большое количество или «большая биомасса» растительноядных рыб пасутся на их поверхности», - сказал Дуг Рашер, старший автор исследования и старший научный сотрудник. в лаборатории Бигелоу.«Тем не менее, это исследование показало, что наличие разнообразия этих видов рыб на рифе не менее важно для поддержания рифов в хорошем состоянии и гостеприимства для детенышей кораллов».
Выводы имеют большое значение для управления тропическим рыболовством. Многие травоядные, такие как рыба-попугай и рыба-хирург, поедаются людьми по всему Карибскому морю. Планы управления часто направлены на поддержание определенного количества травоядных на рифе, а не на поощрение видового разнообразия в сообществе травоядных.
Когда эти рыбы пасутся, они соскребают с рифа крошечные торфяные водоросли и морские водоросли, освобождая пространство от водорослей и подготавливая места для поселения детенышей кораллов. Этот выпас особенно важен после нарушений рифов, таких как ураганы и обесцвечивание кораллов. В эти решающие моменты внезапно становится доступным значительное пространство на рифе. Если водоросли приживутся, они препятствуют восстановлению кораллов и могут занять их место. Переход к зарослям водорослей трудно обратить вспять, и он стал обычным явлением в Карибском бассейне, где количество кораллов сократилось в среднем на 80 процентов за последние 40 лет.
Ученые ранее определили, что разные виды рыб предпочитают потреблять разные водоросли. Это означает, что различные группы травоядных более эффективно сдерживают рост водорослей. Однако эти локальные преимущества биоразнообразия обычно изучались на отдельных рифах, поэтому было неясно, распространены ли такие «эффекты биоразнообразия» во всем океане. Чтобы ответить на этот вопрос, исследовательская группа изучила 10 рифов, расположенных на более чем 1000 километров береговой линии в Доминиканской Республике. Изучая эту обширную территорию, они смогли количественно оценить влияние биомассы и разнообразия травоядных на многие рифы, а также выявить новые эффекты биоразнообразия, которые могут действовать во всем регионе.
«Глядя на рифы по отдельности, все равно, что изучать отдельные части головоломки», - сказал Рашер, который завершил анализ вместе с Джоном Лефчеком, бывшим научным сотрудником своей лаборатории и ведущим автором исследования.«Только изучая несколько рифов по всему региону, мы смогли увидеть гораздо большую роль, которую играет биоразнообразие в поддержании процесса выпаса скота».
Полевые исследования проводились Рашером в сотрудничестве с Бобом Стенеком, ученым из Университета штата Мэн, и Рубеном Торресом, президентом Reef Check в Доминиканской Республике. С помощью удаленных подводных камер Рашер снял обширное видео о том, как рыба пасется на каждом участке рифа. В этих же местах команда измерила обилие водорослей на рифе и то, насколько хорошо их уничтожили травоядные. Они также подсчитали количество детенышей кораллов на рифе.
Вернувшись в лабораторию, Энн Иннес-Голд, стажер программы «Исследовательский опыт для студентов» в лаборатории Бигелоу, проанализировала видеозапись, чтобы увидеть количество, разнообразие и размеры рыбы, которая паслась на рифе. Затем Лефчек разработал статистическую модель для обработки данных и анализа влияния биомассы и разнообразия рыб на выпас. Модель также позволила им проводить более точные сравнения между рифами, учитывая влияние различий в окружающей среде, которые существуют от участка к участку.
«Наше исследование помогает привести коралловые рифы в соответствие с тем, что мы знаем о многих других экосистемах - от зарослей морских водорослей до лесов и лугов», - сказал Лефчек, ныне научный координатор программы MarineGEO в Смитсоновском институте. «Появляется все более и более вероятно, что биоразнообразие - это стержень, скрепляющий природу».
Это исследование, финансируемое за счет благотворительных пожертвований доноров лаборатории Бигелоу, показывает важность учета влияния биоразнообразия в различных пространственных масштабах при изучении экосистемы или управлении природными ресурсами.
«Рыболовство обычно управляется на уровне страны или региона, а не рифа», - сказал Рашер. «Это исследование показывает, что поощрение разнообразия рыб - как в местном, так и в региональном масштабе - важнее, чем мы думали, для здоровья коралловых рифов».