» » Плавающий мусор породил новый тип океанического биосообщества

Плавающий мусор породил новый тип океанического биосообщества


Плавающий мусор породил новый тип океанического биосообщества

Плавающий мусор породил новый тип океанического биосообщества

Рис. 1. «Неопелагическое» сообщество на пластиковом мусоре, плавающем в открытом океане — в так называемом Большом тихоокеанском мусорном пятне. В состав сообщества входят как пелагические виды, приспособленные к жизни на плавающих предметах и морских животных, так и прибрежные виды, которые, как считалось, не могут долго жить в открытом океане. Примеры пелагических видов: морские уточки Lepas anatifera (a), крабы Planes major (b), мшанки Jellyella tuberculata (c). Примеры прибрежных видов: актинии Anthopleura sp. (d), бокоплавы Stenothoe gallensis (e), колонии гидроидных полипов Aglaophenia pluma (f). Рисунок © Alex Boersma из обсуждаемой статьи в Nature Communications


В последние годы в открытом океане стремительно растет количество плавающего пластикового мусора. Десятки тысяч тонн пластика скапливаются в океанских круговоротах (кольцевых системах течений) и заселяются разнообразными морскими организмами. Американские ученые, изучающие Большое тихоокеанское мусорное пятно в Северной Пацифике, опубликовали в журнале Nature Communications краткий комментарий, в котором предложили рассматривать население плавающего океанского мусора как сообщество нового типа — «неопелагическое». Главной особенностью неопелагического сообщества является постоянное присутствие, наряду с типично пелагическими организмами, приспособленными к жизни на плавающих в океане естественных объектах, также и прибрежных видов, которым пластиковый мусор, по-видимому, впервые предоставил возможность долгое время жить в открытом океане. Освоение океанских просторов многочисленными прибрежными видами может иметь далеко идущие последствия для экологической и биогеографической структуры морской биоты.

По поверхности морей и океанов испокон веков плавают разнообразные объекты естественного происхождения — стволы деревьев, ветки, листья, семена, трупы животных, водоросли (см. Sargassum). Эти биотопы, наряду с телами крупных плавающих животных вроде китов и акул, в ходе эволюции были освоены различными организмами, в первую очередь обрастателями (см. Обрастание), но также и подвижными видами, такими как крабы и бокоплавы.

Благодаря этим естественным плавающим объектам морские прибрежные и даже сухопутные организмы, неспособные жить в открытом океане, иногда пересекают морские просторы. Это явление называют «рафтингом». Именно таким путем континентальные виды изредка попадают на уединенные океанические острова (см.: Океаническое расселение животных). Но если в прошлом такие события происходили крайне редко, то в наши дни их частота растет, и дело тут не только в развитии судоходства.

Начиная c 1950-х годов в морях и океанах экспоненциально растет количество твердых плавающих субстратов принципиально нового типа — антропогенного мусора, в первую очередь пластикового. Значительная часть этого мусора сносится ветрами и течениями с берегов и из прибрежных вод в открытый океан и попадает в естественные ловушки-накопители, образуемые кольцевыми океанскими течениями (см.: Ocean gyre). Здесь мусор может скапливаться в неимоверных количествах. Например, в Большом тихоокеанском мусорном пятне в субтропическом поясе Северной Пацифики (см. North Pacific Gyre) сейчас плавает порядка 80 000 тонн мусора, и с каждым годом его становится всё больше (L. Lebreton et al., 2018. Evidence that the Great Pacific Garbage Patch is rapidly accumulating plastic).

Этот новый биотоп активно заселяется разнообразными морскими организмами. Фактически речь идет о том, что многие виды, ранее попадавшие в открытый океан лишь эпизодически, в небольшом количестве или вовсе не имевшие возможности там жить, внезапно получили такую возможность (T. Kiessling et al., 2015. Marine Litter as Habitat and Dispersal Vector; в этой публикации есть список организмов, характерных для плавающего морского мусора, включающий 387 видов бактерий, протистов, многоклеточных водрослей и животных).

Американские ученые, изучающие плавающий мусор Северной Пацифики и его обитателей, опубликовали в журнале Nature Communications краткое сообщение, в котором поделились своими мыслями о возможных биогеографических и экологических последствиях появления в океане огромного количества твердых плавающих субстратов. Публикация не является научной статьей, она классифицируется как «комментарий» и не содержит ни новых количественных данных, ни списков видов. Это скорее научно-популярная заметка, базирующаяся на опубликованных ранее данных и на пока еще не формализованных наблюдениях авторов во время экспедиций в район Большого мусорного пятна. Однако этот материал вызвал живой интерес у российских средств массовой информации, которые успели так его переврать, что мы сочли полезным рассказать читателям, что же на самом деле написано в обсуждаемой публикации. Скажем сразу: ни об эволюции новых форм «мусорной» жизни, ни о монстрах, которые нас всех съедят, там нет ни слова.

Авторы отмечают, что традиционные представления о трансокеаническом рафтинге как исключительно редком и малозначимом (по крайней мере на коротких временных интервалах) явлении резко изменились после цунами, обрушившегося на восточное побережье Японии в 2011 году (см.: Землетрясение в Японии (2011)). Цунами унесло в океан сотни видов прибрежных морских обитателей, отправившихся бороздить морские просторы вместе с огромным количеством всевозможного антропогенного мусора. В течение нескольких последующих лет на другом берегу океана (на тихоокеанском побережье Северной Америки, а также на Гавайях) ученые наблюдали массовое прибытие непрошенных гостей — обитателей японских прибрежных вод. В общей сложности было зарегистрировано 289 таких видов, благополучно переплывших Тихий океан на плавучем мусоре. В пути они явно неплохо питались, а некоторые даже размножались (рис. 2).


Плавающий мусор породил новый тип океанического биосообщества

Рис. 2. Лодка, унесенная японским цунами 2011 года и выброшенная на побережье Орегона в мае 2020 года. Вместе с лодкой прибыли в добром здравии 10 видов беспозвоночных животных, характерных для прибрежных вод Северо-Западной Пацифики. Среди них — мидии Musculus cupreus, мшанки Bugula tsunamiensis и изоподы Ianiropsis serricaudis. Все «пассажиры» либо размножаются бесполым путем, либо имеют прямое развитие (без планктонной личинки), то есть они могли размножаться в пути, не покидая своей лодки. фото из обсуждаемой статьи в Nature Communications


Таким образом, стало ясно, что многие прибрежные виды способны годами жить в открытом океане, если дать им подходящий плавучий субстрат, и что трансокеанический рафтинг может играть более важную роль в расселении морских организмов, чем было принято считать, особенно если ему помогают цунами и непотопляемый антропогенный мусор.

Значительная часть мусора, унесенного японским цунами, попала в Большое тихоокеанское мусорное пятно, где плавает и по сей день. Это скопление мусора — самое большое в Мировом океане. В ходе регулярных экспедиций в этот район авторы заметили, что прибрежные виды не просто присутствуют среди обитателей плавающего мусора, а составляют постоянную и значительную часть его населения.

Прибрежные виды селятся не только на объектах, принесенных с берегов или из прибрежных вод, но и на обрывках рыболовных снастей, используемых в открытом океане. Это значит, что колонизация новых субстратов прибрежными видами продолжается уже во время морских странствий. Получается, что эти виды вполне обжились в океанских просторах.

Исторически население поверхностных вод открытого океана было представлено в основном специализированным нейстоном (см. Marine Neuston), многие представители которого выработали специфические адаптации для жизни посреди бескрайнего океана на границе водной и воздушной сред. Но теперь, по мнению авторов, на наших глазах формируется сообщество нового типа, для которого они предложили название «неопелагическое». Главной особенностью неопелагического сообщества является постоянное присутствие прибрежных видов, поселяющихся на плавающем мусоре, в основном пластиковом.

Неопелагическое сообщество, очевидно, начало формироваться совсем недавно, поскольку пластик стал попадать в океан в сколько-нибудь заметном количестве лишь в середине XX века. Появление в открытом океане изобильного, стойкого к разложению и исключительно хорошо плавающего субстрата сделало возможной колонизацию огромных площадей поверхностных вод открытого океана многочисленными прибрежными видами.

Авторы упоминают некоторые теоретические и практические следствия из этого. Одно очевидное следствие касается биогеографии обитателей морских мелководий, для которых открытые океанские просторы больше не могут считаться непреодолимой преградой. Или, точнее, почти непреодолимой, ведь эпизодический рафтинг на естественных плавающих объектах случался и раньше. Но одно дело — редкие оказии в виде, допустим, дерева, смытого в океан и чудом доплывшего до другой суши или отмели, и совсем другое — постоянные обитаемые базы, раскинувшиеся на огромных площадях прямо посреди океана, с которых возможны регулярные «десанты» на далекие и близкие берега. Тут еще нужно учитывать, что никакое дерево не продержится на плаву так же долго, как пластик. Поэтому заселение плавучих пластиковых скоплений прибрежными видами с большой вероятностью приведет к росту частоты инвазий, от которых могут пострадать многие прибрежные экосистемы (см.: Инвазивный вид).

Учитывая, что количество плавающего пластикового мусора в океане продолжает расти, развитие на этом мусоре богатой и разнообразной жизни непременно повлияет на открыто-океанические экосистемы и круговорот веществ в открытом океане, но как именно — пока можно лишь гадать.

Возможно, специалистам придется пересмотреть привычный взгляд на океанские просторы как на неблагоприятные для выживания прибрежных животных по причине крайней олиготрофности и низкой продуктивности вод открытого океана. Причем области внутри субтропических океанских круговоротов — одни из самых олиготрофных и пустынных. По идее, прибрежные жители, привыкшие к обильному питанию, должны были бы погибнуть там от голода. Но теперь мы знаем, что многие прибрежные виды могут жить посреди океана годами, расти и даже размножаться. Значит, им как-то удается решать продовольственную проблему. Пока мы не знаем, как именно, и это обязательно нужно выяснить.

Нерешенных вопросов множество. До сих пор не известно, являются ли неопелагические сообщества полностью самодостаточными, могут ли они существовать неопределенно долго посреди океана на своих мусорных плотах без всякой поддержки извне, или им всё-таки нужен приток новых переселенцев с мелководий. Еще только предстоит выяснить, какой процент прибрежных видов способен селиться на пластиковых «плотах», кто из них может там нормально питаться и размножаться, а кто — только быть временным пассажиром.


Плавающий мусор породил новый тип океанического биосообщества

Плавающий мусор породил новый тип океанического биосообщества

Рис. 3. Плавающие ошметки рыболовных снастей (сети, поплавки, веревки) из Северо-Тихоокеанского субтропического круговорота. Попадание этого мусора в океан не связано с японским цунами 2011 года. Справа — неопелагическое сообщество на старой рыболовной сети. Из прибрежных видов здесь представлены актинии Anthopleura sp., гидроиды Aglaophenia pluma и губки Sycon sp., пелагические виды представлены морскими уточками Lepas anatifera. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature Communications


Практически ничего не известно ни об экологических взаимоотношениях между видами, населяющими плавучий океанский мусор, ни о том, начались ли у них эволюционные изменения, связанные с адаптацией к новой нише. Будем надеяться, что дальнейшие исследования дадут ответы на эти вопросы. Ну а для начала хотелось бы выяснить, существуют ли неопелагические сообщества, подобные тем, что наблюдались авторами на скоплениях мусора в северной Пацифике (рис. 3), в других районах Мирового океана, и если да, то чем они отличаются от северотихоокеанских.

Источник: Linsey E. Haram, James T. Carlton, Luca Centurioni, Mary Crowley, Jan Hafner, Nikolai Maximenko, Cathryn Clarke Murray, Andrey Y. Shcherbina, Verena Hormann, Cynthia Wright & Gregory M. Ruiz. Emergence of a neopelagic community through the establishment of coastal species on the high seas // Nature Communications. 2021. DOI: 10.1038/s41467-021-27188-6.

Александр Марков


13 декабрь 2021 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Глубинную биосферу поделили на два «этажа»

Анализ образцов из скважины, пробуренной до глубины 1180 м ниже морского дна, помог ученым составить представление об обилии жизни в глубинной биосфере — зоне жизни ниже нескольких метров под

Взаимовыгодный симбиоз гриба и водоросли может сформироваться мгновенно

Считается, что мутуализм двух видов живых существ должен формироваться постепенно, в результате долгой коэволюции. Однако эксперименты американских биологов показали, что многие виды грибов и

Доказана роль резкого закисления океана в массовом вымирании на рубеже пермского и триасового периодов

Массовое вымирание на рубеже пермского и триасового периодов складывается из двух резких снижений биоразнообразия, разделенных промежутком примерно в 80 тысяч лет. Детальный анализ соотношения

Океаны с трудом справляются с поглощением антропогенного углекислого газа из атмосферы

Океаны — одни из важнейших нейтрализаторов СО2. Если в воды океана попадает слишком много углекислого газа, кислотность воды увеличивается и истощаются запасы минерального карбоната кальция,

Важной причиной вымирания морских животных в конце пермского периода была нехватка кислорода

Примерно 252 миллиона лет назад, на рубеже пермского и триасового периодов, случилась крупнейшая биосферная катастрофа в истории Земли. Американские ученые построили модель, чтобы оценить, как
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
«Фантастические твари»: животные, которые нас удивили в 2021 годуЧто происходит: квантовые компьютерыПочему в Арктике начал светиться снегСтранная наука – 20219 привычек, которые помогут дожить до 100 летОфринительные паукиИнформационная автократия – новый тренд мировой политикиУченые нашли новые данные о появлении жизни на Земле