Антропогенные нарушения среды изменяют онтогенезные процессы у нерки

March 11, 2020

Т.Д. Кляйн, Д. Ольбергер и Д. Э. Шиндлер. 2019. Влияние потепления климата и конкуренции в океане на онтогенез тихоокеанских лососей. Nature Ecology & Evolution 3: 935-42.

Вкратце

  • Анализ долгосрочных возрастных и размерных баз данных по нерке залива Бристоль Бэй на Аляске обнаруживает ускоренное развитие и преждевременный скат молоди в Cеверную Пацифику, на целый год опережающий данные прошлых лет наблюдений. Эти сдвиги вызваны увеличением объёма пресноводной кормовой базы, что, в свою очередь, обусловлено потеплением климата
  • Попав в океан, нерка испытывает усиленную конкуренцию с искусственно воспроизведённой горбушей и кетой и оказывается вынужденной нагуливаться в морской среде дольше для достижения половозрелости
  • Таким образом, нерка залива Бристоль Бэй проводит меньше времени в пресной среде и дольше в океане, возвращаясь в реки на нерест примерно в том же возрасте, что и в предыдущие 50 лет
  • Изменения в онтогенезе, вызванные сочетанием этих факторов, имеют важные последствия для будущей продуктивности нерки, если принять во внимание неопределённость будущих условий среды обитания

Воздействие человека на природную среду оказывает влияние на многие виды рыб, но анадромные рыбы особенно уязвимы к антропогенным нарушениям в силу своей зависимости как от пресноводной, так и от морской экосистем. Что касается тихоокеанских лососей, новые исследования показывают, что условия среды обитания в северных реках, озёрах и морях меняются по антропогенным причинам так быстро, что онтогенез некоторых популяций лосося уже подвергся значительным изменениям.

Анализ базы данных, содержащей информацию о возрастных и размерных классах производителей нерки начиная с 1950-х годов, а также основанное на данных о биомассе моделирование конкурентности видов в северном Тихом океане, дали возможность Тимоти Кляйну и его коллегам проследить влияние вызванных человеком стрессоров на популяции нерки залива Бристоль Бэй. Исторически молодь нерки оставалась в озёрных и речных системах залива до 2 лет, наращивая массу тела, прежде чем мигрировать в северные тихоокеанские воды. В океане нерка проводила 2-3 года, дорастая до половозрелости, после чего возвращалась на нерест в родные ручьи. Исследователи обнаружили, однако, что последние годы демонстрируют повышенную долю вероятности преждевременного ската молоди нерки в Тихий океан, на целый год опережающий предыдущие годы наблюдений, что означает миграцию в морскую среду после одного года развития в пресноводной среде, вместо двух лет. Учёные объясняют такой сдвиг во времени миграции повышением температуры воды в нерестовых реках и озёрах региона, где нагуливается молодь нерки. Предыдущие исследования показали, что более тёплые температуры воды способствуют производству пресноводного зоопланктона, главного кормового ресурса мальков нерки. По мере повышения численности зоопланктона, ускоряется и темп роста лосося. Другими словами, доступ к кормовой базе у молоди нерки увеличился с потеплением рек и озёр последних нескольких десятилетий, и это ускорило темпы развития молоди и привело к более ранней миграции в океан.

Логически рассуждая, переход к морской стадии на более раннем этапе жизненного цикла должен обеспечить этим лососям конкурентное преимущество, однако напротив, условия обитания в Тихом океане значительно усложнились. Промышленное воспроизводство лосося на опоясывающих север Тихого океана ЛРЗ ежегодно выводит в морскую среду примерно 6 миллиардов молоди горбуши и кеты с целью повышения коммерческих промысловых уловов – эта цифра сильно выросла за последние пять десятилетий. Такой колоссальный приток конкурентов значительно затрудняет возможности нерки потреблять достаточное количество корма и благополучно наращивать массу тела, и это вынуждает рыбу нагуливаться дополнительный год в океане. То есть, комплексное влияние антропогенного изменения климата и выпуска лосося из ЛРЗ привело, по сути, к замене года пресноводного развития на добавочный год морского нагула, вызванной в первую очередь противоположными тенденциями в доступе к кормовой базе пресноводной и морской сред обитания.

Авторы предупреждают, что столь выраженный сдвиг в онтогенезе может привезти к негативным последствиям в продуктивности нерки этого региона. До первых существенных признаков потепления пресноводных систем в заливе Бристоль Бэй, мигрирующая в северную часть Тихого океана рыба представляла собой разные возрастные группы. Миграция разнообразных возрастных классов служила популяциям нерки залива Бристоль защитным механизмом от возможных последствий ухудшения океанических условий. Сейчас же, молодь одного нерестового поколения уходит в океан почти единовременно – в возрасте примерно одного года, что ставит целое поколение под угрозу в случае, если они столкнутся с неблагоприятными условиями в морской среде обитания.

Анализ Кляйна и др. ещё раз демонстрирует неожиданное и непредсказуемое влияние вызванных человеком нарушений на лососёвые популяции, особенно в северных широтах. Глобальное изменение климата, чрезмерная производительность рыбоводных заводов, а также взаимодействие этих факторов уже привели к существенному изменению в онтогенезе нерки залива Бристоль Бэй, которое может иметь неблагоприятные последствия для будущей продуктивности этого стада. Помимо этого, результаты представленного исследования служат напоминанием о том, что имеющие сегодня место изменения в лососёвом онтогенезе представляют собой лишь верхушку айсберга будущих преобразований, вызванных дальнейшим потеплением планеты и ростом искусственного лососёвого воспроизводства.

Сопутствующие материалы: