Морские травы играют важную роль в прибрежных экосистемах, обеспечивая среду обитания, стабилизируя морское дно и смягчая энергию волн. Однако во всём мире они всё чаще подвергаются угрозам. Начиная с 2011 года, серия интенсивных вспышек цветения водорослей, подпитываемых загрязнением и перегрузкой питательными веществами, уничтожила обширные участки жизненно важных зарослей морских трав в лагуне Индиан-Ривер (IRL) во Флориде.
На смену морским травам пришла быстрорастущая зелёная водоросль Caulerpa prolifera, которая распространилась по участкам, где раньше доминировали местные виды морских трав, такие как Halodule wrightii, заполняя пустое морское дно. Лагуна IRL является домом для семи видов морских трав, которые исторически покрывали большую часть её песчаного дна, поэтому появление водорослей в качестве доминирующего покрытия морского дна представляет собой серьёзный экологический сдвиг.
Пока Caulerpa prolifera заменяет морские травы, она может изменять морскую жизнь и снижать биоразнообразие. Хотя учёные изучали ценность среды обитания C. prolifera в 1980-х годах, её текущая роль остаётся неясной. Может ли эта водоросль теперь стать спасательным кругом для морских видов в меняющейся экосистеме?
Исследователи из Океанографического института Harbour Branch Университета Флориды (FAU) провели исследование мелких животных, обитающих в этой зелёной водоросли и вокруг неё в лагуне между 2020 и 2021 годами в период крайней нехватки морских трав. Они изучили четыре участка, измерив покрытие водорослей и разнообразие морских обитателей. Их цель — оценить, насколько эффективно C. prolifera поддерживает морские сообщества в отсутствие морских трав.
Результаты, опубликованные в Marine Biology, показывают, что покрытие C. prolifera на дне лагуны менялось со временем. Мелкие животные, обитающие в этих зарослях, были похожи на тех, что исторически обитали в зарослях морских трав, но их численность была заметно ниже — важный вывод для управляющих ресурсами, сосредоточенных на качестве среды обитания и восстановлении экосистемы в IRL.
«Результаты нашего исследования показывают, что произошло заметное снижение численности морских животных, обычно обитающих в местах произрастания морских трав», — сказала Рэйчел Брютон, доктор философии, старший автор и доцент-исследователь в FAU Harbour Branch. «Наше исследование было сосредоточено на мелких, резидентных видах, которые имеют решающее значение для экосистемы. Этот сдвиг в фокусе показывает, насколько сильно пострадали эти жизненно важные виды».
Исследователи также обнаружили, что красные дрейфующие водоросли поддерживают многие из тех же видов, что и C. prolifera, что позволяет предположить, что они также могут обеспечить ценную среду обитания. В отсутствие морских трав оба типа макроводорослей могут служить временными убежищами для жизни в устьях рек, хотя и с меньшим количеством животных, чем в прошлом. Эти выводы могут помочь в восстановлении экосистем в других регионах, пострадавших от потери морских трав и роста цветения макроводорослей.
«Одной из проблем для управляющих ресурсами является то, что Caulerpa prolifera может представлять риск для животных, которые полагаются на неё в качестве пищи или убежища», — сказал Брайан Лапуэнт, доктор философии, соавтор и профессор-исследователь в FAU Harbour Branch. «Эта водоросль содержит токсин каулерпенин, который может нанести вред некоторым видам, таким как морские ежи и рыбы-комары. Хотя многие животные избегают его употребления, есть свидетельства того, что ламантины, чья диета сместилась с морских трав на макроводоросли после потери морских трав, страдали от недоедания и летальных инфекций. Аналогичным образом, сокращение морских трав было связано со стрессом у афалин, поскольку это повлияло на доступность их любимой добычи».
После изучения доминирования C. prolifera в IRL около пяти лет назад исследователи недавно заметили нечто очень интересное — морских слизней, называемых Elysia subornata. «Эти маленькие, зелёные, сосущие сок моря слизни стали очень многочисленными в лагуне», — сказала Брютон. «Полное уничтожение цветения C. prolifera в лагуне в конце 1980-х годов ранее приписывалось этим слизням, и теперь мы видели, как они уничтожают покров на одном из наших исследовательских участков в Турции Крик».
«Мы в настоящее время отслеживаем их распространение на другом участке в рамках этого последнего исследования, чтобы документировать, как они распространяются и как быстро они могут поглощать C. prolifera», — сказала Брютон.
Эмори Тюдор, летний стажер Фонда Link в Harbour Branch Университета Флориды, заинтересовался тем, как эти крошечные слизни могут способствовать серьёзным изменениям в экосистеме, и в течение следующего месяца будет изучать их скорость питания и наблюдать за их развитием в лаборатории.
«Если эти слизни снова уничтожат заросли C. prolifera, последствия для местного рыболовства могут быть серьёзными, хотя это снижение также может создать возможности для реколонизации морских трав», — сказал Тюдор. «Понимание того, как эти слизни перемещаются и как быстро они поглощают C. prolifera, будет иметь решающее значение в ближайшие месяцы, если их распространение продолжится».
Исследователи говорят, что, учитывая глобальное сокращение морских трав, дальнейшие исследования макроводорослевых местообитаний и их роли в поддержании популяций рыб имеют решающее значение, особенно в таких местах, как IRL. Кроме того, улучшение очистки сточных вод и управления ливневыми водами для снижения загрязнения питательными веществами должно оставаться ключевым направлением для защиты здоровья лагуны.
«Хотя Caulerpa prolifera и предложила некоторую временную надежду в качестве замены среды обитания в отсутствие морских трав, мы всё ещё многого не знаем», — сказала Брютон. «Нам необходимо лучше понять долгосрочные последствия этих цветений водорослей, включая их влияние на качество воды, популяции животных и потенциал восстановления морских трав. Поскольку эти цветения продолжают играть роль в экосистеме, необходимы дополнительные исследования, чтобы полностью понять, как они влияют на лагуну и её дикую природу. Например, эти изменения могут негативно сказаться на популяциях спортивных рыб».
Предоставлено Университетом Флориды.