Понимание условий, в которых обитают рыбы коралловых рифов

Коралловые рифы — одно из самых ценных природных богатств на Земле. Ежегодно они предоставляют товаров и услуг на сумму около 375 миллиардов долларов США, таких как поддержка рыболовства и защита побережий. Но рифы сталкиваются со многими стрессами и потрясениями, от местных угроз, таких как перелов, повреждение среды обитания и загрязнение, до глобальных последствий изменения климата. Многие ученые работают над определением стратегий управления, которые могут эффективно защитить рифы от множества угроз, которые им угрожают.

Растительноядные рыбы (виды, которые едят растения) имеют решающее значение для здоровья коралловых рифов, потому что они помогают регулировать постоянную конкуренцию за пространство между кораллами и водорослями. Твердые кораллы и другие организмы, строящие рифы, образуют твердые скелеты из карбоната кальция, в то время как мясистые организмы, такие как морские водоросли и водорослевый дерн (толстые маты из коротких водорослей), растут на поверхности этих твердых структур. Питаясь водорослями и водорослевым дерном, травоядные рыбы не дают этим организмам задушить рифы.

Недавние исследования подчеркнули важность сохранения коралловых рифов и защиты травоядных рыб, на которые во многих частях мира ведется активный промысел. Но в новом исследовании мы обнаружили, что популяции травоядных рыб сильно различаются от места к месту и сильно зависят от таких факторов, как температура и тип острова. Это означает, что стратегии защиты этих важных видов могут не сработать, если они не принимают во внимание местные условия, и ни одна стратегия, вероятно, не будет работать повсеместно.

Риф с преобладанием кораллов и водорослями. Брайан Дж. Згличински (Институт океанографии Скриппса)
Смотрители за коралловыми рифами
Рыболовство привело к значительному сокращению популяций травоядных рыб на коралловых рифах по всему миру. Поскольку рыболовство имело такие глобальные последствия, трудно отделить антропогенное воздействие от естественных биофизических и экологических факторов, влияющих на эти популяции рыб.

Присоединяйтесь к нашим читателям, которые подписываются на бесплатные новости, основанные на фактах
Но нам необходимо провести это различие, если мы хотим понять, почему травоядные животные могут быть естественным образом более распространенными в одних местах, чем в других, и точно измерить истинные эффекты истощения, связанные с человеком. В частности, в этом исследовании мы хотели узнать, было ли разумно ожидать такого же количества этих рыб в районах, где условия окружающей среды сильно различаются.

Не все травоядные рыбы равны. В зависимости от того, что они едят, они выполняют разные роли, которые способствуют функционированию коралловых рифов, почти так же, как газонокосилки и кусторезы выполняют разные задачи в вашем саду. Чтобы понять, как эти рыбы различаются по своей реакции на окружающую среду, мы классифицировали рыб в нашем исследовании на основе их функциональных ролей, определяемых тем, что они едят и как они это едят.

Например, браузеры едят мясистые водоросли; детритоядные животные прочесывают водоросли, питаясь разнообразными мелкими растениями и животными; скребки и экскаваторы очищают твердые поверхности рифа, освобождая место для колонизации кораллов. Большие экскаваторы, такие как большая рыба-попугай, считаются особенно важными.


Chlorurus frontalis, рыба-попугай, которая кусает риф во время кормления, может иметь особенно важное значение для борьбы с крупными водорослями и открытия новых участков для роста кораллов. Брайан Дж. Згличински (Институт океанографии Скриппса)
Какие условия подходят каким травоядным животным?
Мы использовали крупномасштабный набор данных мониторинга экосистемы из подводных визуальных съемок, которые проводились аквалангистами для Программы оценки и мониторинга тихоокеанских рифов более чем на 3000 участках на 33 островах и атоллах на Гавайях, в Центральной Полинезии и в тропической северо-западной части Тихого океана. Эти участки охватывали широкий диапазон физических условий и уровней населения.

Сопоставив данные, собранные дайверами о популяциях рыб коралловых рифов на этих участках, со спутниковыми данными о таких факторах, как температура поверхности моря, мы смогли отделить относительное влияние человека от влияния физических факторов и факторов окружающей среды на биомассу различных функциональных групп. группы травоядных рыб. Биомасса — это показатель, который включает как численность, так и размер этих рыб. Мы смоделировали биомассу, потому что она чувствительна к давлению промысла и передает информацию о состоянии этих функциональных групп.

В этом исследовании было ясно видно воздействие человека на травоядных животных. По мере увеличения плотности населения общая биомасса всех видов травоядных рыб на близлежащих коралловых рифах быстро сокращалась. Мы также обнаружили, что это верно для некоторых из наших подгрупп: в местах с большим количеством людей было меньше браузеров и больших экскаваторов. Эти виды, как правило, вырастают до больших размеров и живут относительно дольше, чем другие травоядные, поэтому они более целенаправленны и более уязвимы для рыбной ловли.

Однако для некоторых других групп, которые мы изучили, условия окружающей среды влияли на их биомассу сильнее, чем воздействие человека. В районах с при более высоких температурах морской поверхности, реже наблюдались морские рыбки и более распространены детриворы. Вдобавок браузеры и большие экскаваторы были на 24–45 процентов больше на рифах вокруг низколежащих островов и атоллов, чем на рифах возле высоких островов.

Краткое изложение основных результатов этого анализа. E = большие копающие рыбы-попугаи, B = браузеры, D = детритофаги.
Расположение, расположение, расположение
Поскольку изученные нами группы травоядных животных играют разные функциональные роли на рифах, для здоровых рифов, вероятно, потребуются различные популяции пастбищных рыб. Браузеры и большие рыбы-попугаи наиболее чувствительны к воздействию человека, поэтому наши результаты показывают, что нам могут потребоваться новые стратегии для защиты этих видов.

Наши результаты также показывают, что окружающая среда кораллового рифа сильно влияет на количество и разнообразие травоядных видов, ухаживающих за коралловыми рифами, которых он может поддерживать. Например, количество браузеров, которые питаются непосредственно макроводорослями, естественно увеличивается в более прохладных местах, в то время как детритофаги, которые выборочно удаляют детрит с водорослей (таким образом, сохраняя дерн в чистоте), увеличивают размер популяции в более теплых районах.

Агентства, управляющие коралловыми рифами, все чаще обращаются к мерам местного масштаба, чтобы помочь сделать эти уязвимые экосистемы более устойчивыми. Некоторые могут принять политику, ориентированную на травоядных животных, например, морской заповедник на гавайском острове Мауи, где травоядные, но не другие виды, защищены от рыболовства. Наши результаты показывают, что важно относиться к травоядным животным как к разнородной группе с разными ролями и уязвимостями и думать об окружающей среде при разработке стратегий их защиты.