дельфінах

Вчені, що вивчають дельфінів, які харчуються біля узбережжя Каліфорнії (США), виявили, що морська харчова мережа скорочується. Здається, довжина харчових ланцюгів у цій мережі скоротилася у відповідь на зміни навколишнього середовища, наприклад, спричинені подіями Ель-Ніньо.

Результати, опубліковані в журналі Science Advances, висвітлюють корисний метод вивчення способів впливу кліматичних змін на структуру світових екосистем.

Оскільки кліматичні зміни впливають на океани. У міру нагрівання та підкислення це змінює види морських видів, які можуть вижити. Це означає, що ключові види в харчовій мережі можуть почати зменшуватися, що може мати серйозні наслідки.

Розуміння наслідків

Ці конкретні ефекти все ще залишаються загадкою, оскільки харчова павутина океану неймовірно складна. Наприклад: фітопланктон виробляє їжу із сонячного світла, потім зоопланктон з’їдає її, потім маленька рибка їсть зоопланктон, дрібну рибу з’їдає більша і так далі, поки не дійде до найвищого хижака в районі, як дельфін чи акула.

Але біля кожної ланки цього харчового ланцюга є багато видів, які можуть їсти або їсти, і певні види хижаків змагаються за одну і ту ж здобич. Ці конкуренти іноді їдять один одного. Результат - павутина взаємовідносин хижака і здобичі, що не піддається легкому поясненню.

"В океані у нас велика різноманітність видів, і це дуже складно", - сказав провідний автор Росіо І. Руїз-Кулі, морський еколог з морських лабораторій Moss Landing (США). "Все динамічно".

Ось чому зрозуміти ці взаємопов’язані стосунки і те, як зміни клімату їх змінюють, складно.

Вчені намагалися дійти до цього питання, відстежуючи співвідношення ізотопів азоту в системі (наприклад, в зоопланктоні). У навколишньому середовищі є невелика, але природна кількість трохи важчого ізотопу азоту.

Стандартний азот, азот-14, має сім протонів і сім нейтронів; важча версія має додатковий нейтрон, що робить його азотом-15. Більш важка частина цієї версії накопичується в тканинах тварин вище по харчовому ланцюгу. (Це тому, що системи організму, як правило, позбавляються азоту-14 трохи швидше, ніж азоту-15, тому важчий ізотоп має тенденцію до накопичення).

Це означає, що співвідношення азоту-15 у рослиноїдних тварин дещо вище, ніж у рослин, ще більше у хижаків, які поїдають цих рослиноїдних тварин, і вище у хижаків вище вгору по харчовому ланцюгу.

Вчені часто перевіряють співвідношення азоту-15 до азоту-14 в тканинах верхнього хижака в екосистемі, щоб отримати уявлення про те, яким є харчовий ланцюг. Оскільки найкращі хижаки бродять скрізь і часто їдять багато різних видів здобичі, їх тканини часто служать хорошим зразком місцевого середовища.

Проблема полягає в тому, що дослідникам важко розділити ці дві речі: важкий азот, який надходить із нижньої частини харчового ланцюга, і важкий азот, який відображає довжину харчового ланцюга.

Відповідь

Руїз-Кулі та її колеги знайшли спосіб відокремити їх, вивчивши 204 зразки шкіри від дельфінів, випадково вбитих в риболовлі Південної Каліфорнії Байт з 1991 по 2008 рр. Вони вивчали співвідношення ізотопів азоту в десятку різних типів амінокислот блоки білків).

Деякі амінокислоти відображають найнижчі рівні азоту-15, доступні у первинних виробників (фітопланктон в основі харчового ланцюга). Інші амінокислоти, багатіші на азот-15, явно походять від тваринних процесів.

Вимірявши різницю між цими двома важкими азотними сигналами, один відображає верх харчового ланцюга, а другий відображає дно, вчені змогли визначити їх довжину.

"Таким чином ми можемо реконструювати, як змінилися первинні виробники, і одночасно, як змінилася дієта дельфінів", - сказала Руїз-Кулі.

Дослідники виявили, що довжина харчового ланцюга варіювалась і мала значний вплив при зміні середовища. Наприклад, після сезону 1997-98 Ель-Ніньо та після 2004 року, коли підйом зони з низьким вмістом кисню торкнувся багатьох приповерхневих видів.

Це зменшення може означати, що певні види зникли місцево, змушуючи, наприклад, дельфінів їсти речі далі по харчовому ланцюгу. У будь-якому випадку, це показник того, що харчова мережа змінилася внаслідок змін навколишнього середовища.

Зміна клімату може призвести до більш екстремальних змін навколишнього середовища, і ми порівняно мало знаємо про те, як це вплине на глобальні харчові мережі. Ця методика може допомогти дослідникам у всьому світі, вважає Руїз-Кулі.

"В умовах глобального потепління, зміни клімату ... ми повинні знати, що відбувається", - сказав він.

Цей текст спочатку з’явився в Los Angeles Times, оригінал англійською мовою ви можете знайти тут.