Могут ли находящиеся под угрозой исчезновения скаты Маугена сосуществовать с лососёвой промышленностью Тасмании? Лорен Фьюдж беседует с экспертами на местах — и на воде.
В окрашенных танином водах отдалённой гавани Тасмании в темноте рыщет доисторическое существо. Этот похожий на ската хищник охотился в мелководной гавани на протяжении десятков тысяч лет, но науке он стал известен только в 1988 году. Теперь есть риск, что он может стать первой морской рыбой в наше время, вымершей из-за деятельности человека.
Единственное место, которое называет домом находящийся под угрозой исчезновения скат Маугена (Zearaja maugeana), — это гавань Маккуори, которая была сформирована и обезображена человеческими руками со времён европейской колонизации. В последние десятилетия обширные круглые загоны лососёвых ферм начали усеивать гавань, производя атлантического лосося и вызывая споры о том, как лососёвая промышленность влияет на уникальную и хрупкую экосистему гавани Маккуори.
Некоторые задаются вопросом, означает ли это конец для ската. Правительство Тасмании утверждает, что лососёвая фермерская промышленность и скаты могут сосуществовать. Но соответствует ли это утверждение научным данным?
Уникальная гавань
Гавань Маккуори — это огромный эстуарий в западной Тасмании, занимающий 315 квадратных километров.
«Она примерно в шесть раз больше гавани Сиднея», — говорит Дэвид Морено, исследователь Института морских и антарктических исследований (IMAS) в Университете Тасмании. «Это красивая местность. Нижняя половина гавани является объектом Всемирного наследия, и она окружена довольно древними лесами. Она находится на западном побережье Тасмании, поэтому подвергается воздействию Ревущих сороковых — действительно суровых погодных условий, много дождей».
Морено объясняет, что реки Кинг и Гордон впадают в гавань, создавая стратифицированные водные столбы: «Круглый год у вас всегда будет пресноводный слой сверху, затем солоноватый слой посередине и полноценный морской слой внизу». И между слоями происходит очень слабое перемешивание.
Пресноводная вода тёмная, потому что она полна танинов, из-за чего свету трудно проникнуть. Несмотря на то что гавань относительно мелкая (до 50 метров в глубину), её нижние слои больше похожи на глубоководную среду с небольшим количеством света и растительности.
Устье гавани также узкое и мелкое, так что количество пресной воды, вытекающей из рек, определяет, сколько океанской воды может попасть внутрь через устье. Этот обмен океанской водой — один из немногих способов, с помощью которых кислород может попасть на глубину гавани.
Скат Маугена
Скаты — часть древнего рода хрящевых рыб, наряду с акулами и скатами. Скаты напоминают скатов-хвостоколов, но имеют короткие, толстые и мясистые хвосты без жал. Они также являются яйцекладущими существами, в то время как скаты рожают живых детёнышей. Скаты Маугена проводят время, охотясь на ракообразных на морском дне.
Скаты Маугена были впервые обнаружены в 1988 году в солоноватых водах гавани Батерст южнее. В 1994 году техник CSIRO Марк Льюис собрал пять экземпляров в гавани Маккуори. С 1992 года скаты не были замечены за пределами гавани Маккуори, и учёные полагают, что здесь обитает единственная жизнеспособная популяция этого вида.
Учитывая их, по-видимому, небольшую популяцию и географический ареал, скаты Маугена были внесены в список находящихся под угрозой исчезновения с 2000 года. И человеческая деятельность в гавани не способствует их выживанию.
Ландшафтные формы
Гавань Маккуори имеет долгую историю промышленного воздействия человека, начиная с начала европейской колонизации.
В XIX веке была построена каменная стена, чтобы поддерживать канал открытым, что повлияло на перенос воды — и кислорода — внутрь и наружу. В прошлом сточные воды горнодобывающей промышленности стекали вниз по рекам и загрязняли отложения тяжёлыми металлами. Гидроэлектростанции вверх по реке изменили естественные закономерности речных стоков пресной воды.
Затем в 1980-х годах началась аквакультура лосося, производство атлантического лосося в сетчатых загонах на поверхности. Промышленность начала масштабное расширение в 2009 году после исследования воздействия на окружающую среду, которое показало, что гавань может поддерживать производство лосося в объёме 29 500 тонн в год, что более чем вдвое превышает то, что они производили ранее.
Скаты против лосося
Исследователь IMAS Джефф Росс говорит, что уровни кислорода в гавани динамичны, и это снижение уровня кислорода связано с несколькими различными факторами.
«Мы видели, что температура поднялась на пару градусов, а тёплая вода содержит меньше кислорода», — говорит он. «Мы также знаем, что в гавани Маккуори реки играют действительно важную роль в определении того, сколько кислорода может поступать из океана».
И есть ещё лососёвая аквакультура.
«Существует несколько способов, с помощью которых лососёвая аквакультура может повлиять на окружающую среду», — говорит Росс. «Одним из них являются их растворённые отходы. Когда рыбы едят, они выделяют мочевину, которая становится аммиаком… Другой основной источник — твёрдые отходы, то есть любой корм, который лосось не съедает, а также их фекалии».
Эти отходы будут опускаться на дно моря, где их будут перерабатывать черви и бактерии, потребляющие кислород. Больше отходов означает больше жизни на морском дне — до определённого предела. Если кислород закончится, это может иметь катастрофические последствия.
«Одна из самых важных вещей, которую следует признать в гавани Маккуори, — это то, что она является средой с естественно низким содержанием кислорода», — говорит Росс. «Мы видели, что до начала фермерства уровень кислорода был низким, и это то, что мы ожидаем в такой системе, но то, что мы видели в 2009 году, — это дальнейшее снижение уровня кислорода, а в 2014, 2015 и 2016 годах… были периоды времени, когда в придонных водах практически не было кислорода».
Эти уровни связаны со здоровьем окружающей среды на морском дне. В 2016 году образцы отложений показали, что микрофауна, обитающая на морском дне, резко сократилась в численности.
Эти уровни кислорода также влияют на такие виды, как скат Маугена.
«Это животное эволюционировало в этой уникальной экосистеме в течение очень долгого времени, и поэтому у него очень тесная связь с условиями», — говорит Морено.
Со временем он выработал механизмы, позволяющие справиться с проблемой экосистемы с низким содержанием кислорода.
«Но это также означает, что если вы подтолкнёте их за эти пределы, наступит довольно крутой переломный момент», — говорит он.
Тайна популяции
Недавняя оценка команды Морено из IMAS показывает, что популяция скатов может восстанавливаться после резкого сокращения. Но крайне сложно узнать, сколько этих неуловимых скатов обитает в тёмной, глубокой гавани.
Морено говорит, что они точно знают, что там нет десятков тысяч животных, и что их не несколько сотен. «Помимо этого, мы всё ещё работаем над этим», — говорит он.
Команда сделала первую оценку популяции ската в 2014 году, которая составила около 3 000 животных — плюс-минус 1 500.
Они продолжали наблюдать за животными, как с помощью их поимки, так и с помощью электронных меток. В 2019 году произошло два широко распространённых случая гибели, в результате чего в отчёте за 2021 год было подсчитано, что с 2014 года численность популяции сократилась на 47%. Оба этих вымирания были связаны с падением уровня кислорода в воде, о чём свидетельствуют данные экологических датчиков, установленных на отслеживающих метках. Но это не обязательно было связано с аквакультурой лосося.
Учёные считают
Морено говорит, что первая гибель была вызвана слоем пресной воды, который препятствовал проникновению новой богатой кислородом океанской воды. Другая, вероятно, была результатом сильного западного шторма, который поднял воду с низким содержанием кислорода из глубин океана до места обитания скатов.
После этих случаев гибели последний отчёт о мониторинге IMAS в 2024 году показал тенденцию к росту численности популяции. Было обнаружено «значительное увеличение относительной численности с 2022 года, при этом текущие оценки сейчас не сильно отличаются от 2014 года». Это означает, что количество животных, пойманных при сопоставимых объёмах промысловых усилий, было одинаковым.
«Это не значит, что произошло пропорциональное увеличение численности населения», — уточняет Морено. «На уловляемость животных могут влиять несколько факторов, поэтому мы ещё не до конца понимаем, как это соотносится с фактической численностью населения…
«Важно знать, что мы не знаем, что популяция восстановилась».
Другая проблема заключается в том, что скат, хотя и древний, является новым для науки.
«К сожалению, нет очень хороших исторических данных для сравнения, поэтому оценки исторических тенденций у нас начинаются после того, как воздействие человека уже началось», — говорит Морено.
«Короче говоря, мы до конца не знаем, сколько животных в настоящее время насчитывается в популяции».
Подсчёт
Команды IMAS и CSIRO разрабатывают экспериментальные методы для более точной оценки общей численности популяции, поскольку традиционные подходы не работают.
Сначала они изучили генетические данные скатов. Для многих животных это может дать хорошую оценку численности популяции. Но естественно низкое генетическое разнообразие скатов создаёт проблему.
«Просто слишком много непроверенных предположений, чтобы эффективно использовать эту технику», — говорит Морено. «Это было одно из первых, что мы попытались, и поняли, что это не даст очень полезных результатов».
Вместо этого исследователи скатов в IMAS пробуют геномные подходы, изучая более крупные фрагменты генов ската, чтобы иметь больше шансов найти изменчивость.
Тем временем команда CSIRO под руководством Тоби Паттерсона также работает над применением генетического анализа под названием «метод близкородственного мечения и повторного отлова» (CKMR) к скатам. Этот метод включает в себя взятие небольшого образца у каждого пойманного животного, создание его генетического профиля и сравнение его с каждым другим пойманным животным, чтобы увидеть, связаны ли они и как.
Цель — подсчитать близкие родственные связи (например, родитель-потомок или пары полубратьев). Если популяция невелика, то более вероятно найти близкие родственные связи между выжившими.
Морено и его коллеги также разрабатывают технологию акустической визуализации для обнаружения скатов в воде. Это похоже на ультразвук, который использует ультравысокочастотный звук (около 3 мегагерц) для создания изображения.
«Свет вам не нужен», — говорит Морено. «В очень… мутных, смешанных водных средах, таких как гавань Маккуори, вы можете получить очень хороший результат».
Но поскольку технология использует такую высокую частоту звука, она не может распространяться далеко. Устройство для визуализации — которое выглядит как ручная видеокамера — должно находиться под водой и близко к объекту.
Команда работает над экономически выгодными способами обследования больших участков гавани, чтобы обеспечить статистическую мощность для оценки популяции скатов с большей уверенностью.
Разведение ради будущего
Федеральная правительство выделило 5,7 миллиона долларов на защиту скатов, а правительство Тасмании внесло свой вклад в размере 4 миллионов долларов. В том числе 2,1 миллиона долларов было выделено на программу разведения в неволе в Хобарте — одной из трёх программ разведения скатов и скатов в неволе в мире.
Под руководством профессора IMAS Джейсона Сименса программа началась летом 2023 года, когда прогнозировалась крупная морская тепловая волна, которая ударит по Тасмании — создав условия, аналогичные 2019 году, когда произошло несколько вымираний.
«Температура глубоких вод в гавани Маккуори повысилась за последние 30 лет с той же скоростью, что и температура поверхности снаружи, то есть на 1,5–2,5 градуса Цельсия», — говорит Морено.
Это тепло влияет на способность воды удерживать кислород. «Был реальный страх, что если нам не повезёт, [тепловая волна] может означать естественную гибель для этого вида», — объясняет Морено, который работает над программой вместе с Сименсом.
Поэтому они быстро приступили к созданию популяции в неволе.
В декабре 2023 года они собрали четырёх тщательно отобранных взрослых животных, а также 50 яиц, 26 из которых вскоре вылупились. Одна из взрослых особей была беременна и с тех пор отложила более 100 яиц в неволе. В декабре 2024 года первый скат, вылупившийся в неволе, отпраздновал свой первый день рождения — огромный рубеж.
«Этот вид никогда не содержался в неволе более двух недель, так что было много сомнений в том, возможно ли это вообще», — говорит Морено.
Программа позволила полевым биологам подробно изучить животных в неволе, углубив их понимание этого вида.
Следующий шаг — дополнить восстановление дикой популяции.
«Лучшая программа разведения в неволе — это та, которая вам больше не нужна», — говорит Морено.
Однако животных в неволе содержали в аквариумах в первозданных условиях, с водой, богатой кислородом, так что неясно, как они справятся в дикой природе. То есть если уровень кислорода не улучшится.
Реоксигенация гавани Маккуори
В 2024 году исследователи начали экспериментальное исследование, в ходе которого использовали модифицированную баржу для закачки реоксигенированной воды в гавань.
«По сути, мы поднимали воду с 30 метров [ниже поверхности], где она бедна кислородом, но солёная, а затем у нас была система, которая насыщала эту воду кислородом, а затем мы брали эту насыщенную воду и помещали её обратно на глубину», — говорит Росс, возглавляющий проект.
«Затем мы проводили мониторинг вокруг этой точки. У нас есть датчики в реальном времени кислорода, течений, тяжёлых металлов, фауны…»
Когда тесты показали, что кислород остаётся на глубине и распространяется должным образом, команда начала масштабировать операцию. Сейчас они впрыскивают в гавань четыре тонны растворённого кислорода в день, с дальнейшим увеличением.
Росс считает, что это перспективный инструмент для повышения уровня кислорода в гавани. Данные показывают, что уровни улучшаются, но лишь частично благодаря проекту по реоксигенации. Восстановление также происходит за счёт сокращения объёмов лососёвого хозяйства (до 9 500 тонн в 2024 году) и нескольких лет низкого речного стока, что означает, что океанская вода может более легко поступать в гавань.
Однако система требует постоянного мониторинга, чтобы знать, находится ли она в состоянии равновесия.
«В ближайшие несколько лет мы сможем с большей уверенностью сказать, является ли это настоящим восстановлением, потому что мы знаем, что кислород может подниматься и опускаться», — говорит Росс.
Взгляд в будущее
Так могут ли скаты и лососёвая промышленность сосуществовать?
«У нас есть хорошие признаки с точки зрения уровня кислорода и некоторые обнадеживающие признаки, связанные с численностью скатов», — говорит Росс. «Это будет предполагать, что это возможно».
Но, добавляет он, нам нужно увидеть, сохранятся ли эти условия, и сможет ли система быть в равновесии с биомассой лосося.
«Это не повод опустить руки», — говорит он.
Морено соглашается, что условия в гавани жизненно важны для выживания скатов.
«То, что должно произойти для восстановления вида, — это восстановление среды обитания», — говорит он. «Одно не существует без другого».
Однако Морено также отмечает, что скат, скорее всего, останется в списке исчезающих видов — «он зависит от этого одного места, поэтому он всегда будет уязвим», — говорит он.
Но исследования идут полным ходом, и есть причины для оптимизма.
«Мы ведём мониторинг на местах», — говорит Морено. «Мы пробуем новые технологии. Мы усердно работаем над новыми молекулярными и генетическими анализами, чтобы попытаться понять историю популяции.
«Мы изучаем технологии вспомогательного размножения для искусственного оплодотворения — всё, что может помочь в разведении в неволе.
«Мы пробуем всё».
Но учёные — лишь одна часть уравнения, определяющего судьбу ската, которая также включает федеральных и государственных политиков, лососёвую промышленность, природоохранные организации, массовые движения, местный бизнес и многое другое.
«Наша работа — производить научные данные высочайшего качества, чтобы информировать обо всём, что происходит — обо всех управленческих действиях, восстановлении популяции и плане действий», — говорит Морено. «И это то, что мы пытаемся делать, независимо от того, что происходит за пределами этого».
То, что произойдёт со скатом, станет лакмусовой бумажкой для будущего других видов.
«Реальность такова, что изменение условий окружающей среды затронет подавляющее большинство морских видов в прибрежных средах обитания в ближайшие 30 лет, и то, что мы наблюдаем здесь, является своего рода микрокосмом того, что ждёт многие виды», — говорит Морено.
Скат послужит моделью для понимания того, как другие виды будут реагировать — и моделью того, как могут выглядеть исследования и управленческие процессы, чтобы успешно помочь виду восстановиться.
Это будет непросто, добавляет Морено: «Это отдалённое, не очень многочисленное, скрытное, находящееся под угрозой исчезновения животное, так что это сложная задача. Но это наша работа — находить решения сложных задач».