Зоологи из Австралии и США, подытожив данные десятилетних наблюдений на участке Большого Барьерного рифа, оценили численность одной из популяций наутилусов — грациозных реликтовых головоногих. Они выяснили реальные, а не гипотетические параметры их жизненного цикла — продолжительность жизни, скорость роста и возраст наступления половой зрелости. Это не только дает представление о состояние одной из популяций Большого Барьерного рифа, но и снабжает ученых простыми и удобными методами оценки численности других популяций наутилусов.
|
Ученые из Квинслендского (Австралия) и Вашингтонского (США) университетов решили научно обосновать необходимость защиты наутилусов и регулирования их добычи. Для этого нужно оценить размеры популяции, учесть смертность, возрастной и половой состав, скорость созревания, плодовитость — все те параметры, которые определяют состояние и динамическое будущее любой популяции. Для наутилуса эти сведения пока отрывочны, и по ним трудно реконструировать популяционную динамику. Так что понадобилось обстоятельно исследовать образ жизни и жизненный цикл наутилусов.
Наблюдения велись на побережье Австралии, на одном из участков Большого Барьерного рифа — на рифе Оспрей, где обитает замкнутая популяция Nautilus pompilius, одного из трех ныне живущих видов этого рода. За время наблюдений (с 1997-го по 2008 год) постепенно собралось достаточно много любопытных данных. Исследования включали как перепись ловушек, так и глубоководные наблюдения с камеры с возможностью взять пробы. Ловушки представляли собой бочковидные проволочные клетки с приманкой — кусочком курятины; их можно было переставлять на разные места и глубины. Лов вели в разные месяцы, так что можно было понять, есть ли у наутилусов какие-то сезонные миграции или территориальные предпочтения, оценить, насколько точно данные ловушек отражают реальную размерную структуру популяции.
Всего за 10 лет поставили 354 ловушки, в которые попало около 2460 экземпляров наутилусов, из них 247 наутилусов исследователи поймали дважды, а 17 — трижды. Всех перебывавших в ловушках отвозили в специальном контейнере в лабораторию, измеряли, определяли пол и метили. Чтобы пометить животное, у него на раковине гравировали номер, потом номер покрывали эмалью, чтобы он не зарастал, а после со всеми предосторожностями выпускали обратно в море. Пол у наутилусов определяется просто, сразу по нескольким признакам, хорошо известным зоологам: наличию спадикса, особой «половой» руки у самцов, положению челюстного аппарата — у самцов он сдвинут из центра вправо или влево — и некоторым другим.
Также удалось увидеть и измерить неполовозрелых наутилусов, что, вообще-то, большая редкость. Половозрелость определялась по рисунку раковины (у половозрелых полоски охватывают всю раковину, у неполовозрелых — только часть раковины); форма входного отверстия также меняется при созревании животного. До настоящего времени ученые по косвенным данным полагали, что икра и ранняя молодь встречаются на мелководьях, а подросшие кораблики отправляются на глубину. Но подтвердить эту гипотезу не удалось. Также неясно было, когда наутилусы достигают половой зрелости, а это немаловажная характеристика для оценки устойчивого развития.
Австралийская популяция наутилусов предпочитает глубины от 350–300 м и поднимается до отметки 150 метров — выше был пойман только один экземпляр. Глубже 350 м корабликов не ловили (ловушки невозможно поставить), но наблюдали и снимали на камеры на глубине до 700 м. Наутилусы ведут придонный образ жизни, собирая мертвых животных и крупные органические остатки — то есть это морские падальщики. Предпочтительная глубина обитания меняется в разных районах их ареала в зависимости от локальных условий — грунта, угла склона, скопления пригодной пищи.
Самки по размеру меньше самцов: диаметр их раковины около 11–12 см, против 13–14 у самцов. А новорожденный наутилус имеет длину 2,5 см. Половая зрелость у самок наступает, когда раковина дорастает до 9 см, у самцов — до 11 см.
Соотношение самок и самцов в популяции может удивить любого биолога — 89,5% самцов и 10,5% самок. Но для специалиста по наутилоидеям это нормально. У других популяций наутилусов соотношение самцов и самок меняется от 94 : 6 до 60 : 40 (всегда в пользу самцов). Авторы исследования опровергли выдвинутое ранее объяснение, что самки попадаются в ловушки чаще в другие сезоны: нет, вне зависимости от сезонов соотношение самцов и самок на рифе Оспрей было примерно одинаковым. Предполагается, что самцы вступают с турнирные бои за немногочисленных самок.
|
Измерения вторично пойманных экземпляров дало замечательную возможность оценить параметры роста наутилусов. Каждый наутилус характеризуется индивидуальным рисунком полос на раковине (они подобны отпечаткам пальцев), поэтому совмещая их на фотографиях, сделанных во время последовательных выловов, можно довольно точно оценить разницу в размерах. Кроме того, когда наутилуса вытаскивают из воды, у него на раковине образуется так называемая шоковая полоса; она маркирует момент первого (и второго, если было второе) измерения. Разделив разницу в размерах на время между двумя попаданиями в ловушку, можно получить оценку скорости роста. Для взрослых особей скорость роста равна 0,061 мм в день, для незрелых особей — 0,068 мм в день.
Имея данные по размерам пойманных вторично экземпляров, удалось не только подсчитать скорости роста самок и самцов, но и оценить, в каком возрасте у них наступает половая зрелость. Получилось, что кораблики — почти как люди: в яйце эмбрион развивается около 315 дней, самки созревают примерно в 14 лет, а самцы в 16 лет. Впрочем, быстрорастущие наутилусы могут достигать половой зрелости и быстрее — за 8–9 лет. По достижению половой зрелости скорость роста снижается, как и у большинства животных.
Хотя ученые так и не увидели совсем маленьких корабликов — тех, что вылупляются из яйца и вырастают до относительно серьезного размера (7–8 см), — всё же камеры наблюдения зафиксировали и незрелых особей, которых оказалось совсем немало, около 10%. Они встречались и питались там же, где и взрослые, так что образ жизни подросших и взрослых наутилусов оказался сходным. По этим наблюдениям ученые заключили, что молодь так редко удается увидеть не из-за разделения районов обитания по возрастам, а из-за того, что молодь просто составляет небольшой процент всей популяции, не больше 10%.
Таковы данные наблюдений с камер. А можно ли подтвердить этот вывод расчетами? Можно. Для этого нужно построить простые модели, в которых кроме скорости роста, соотношения полов и плодовитости учитывается еще и продолжительность жизни.
Судя по наутилусам, живущим в аквариумах, продолжительность жизни предполагалась равной около 11–12 лет. Но новые данные позволили пересмотреть эту цифру. В ловушку, поставленную учеными, попался один экземпляр наутилуса, помеченный за 5,5 лет до этого. Если учесть, что эти животные созревают в 15–16 лет (а это был самец), то минимальная оценка возраста пойманного долгожителя составляет около 20 лет.
С этими характеристиками модель обретает параметры, и можно получить оценки численности и демографические прогнозы. Данная популяция наутилусов от года к году насчитывала от 1,5 до 5,5 тысяч особей, в среднем около 3 тысяч. Средняя плотность популяции оценена в 13 особей на кв. км — это довольно маленькая плотность по сравнению с другими популяциями. Темпы обновления популяции низкие, так как у наутилусов позднее половое созревание и низкая плодовитость. Эти оценки дают 10% молоди — как раз то, что зафиксировали камеры наблюдения.
Перед нами типичная длинноцикловая популяция, малоустойчивая к внешним стрессам и стабильная в относительно постоянных условиях.
Ученые оценили также эффективность разных типов световых приманок. Для этого рядом с камерами наблюдения включали свет с той или иной длиной волны (то есть разных цветов — синий, красный, белый и их комбинации) и фиксировали на видео всех наутилусов в пределах достижимости. Синий свет, как выяснилось, вообще не привлекает этих животных, а белый и красный работают примерно одинаково. Видеосъемка фиксировала в среднем 4 наутилуса за час. Такими темпами, кстати, ограниченная популяция наутилусов может быть очень быстро переловлена (если животных не снимать, а ловить).
Как отмечают зоологи, эти оценки весьма полезны, так как по ним можно примерно прикинуть численность других популяций без многолетних предварительных наблюдений и возни с ловушками. Нужно просто поставить камеры и подсчитать, сколько наутилусов приплывет посмотреть на свет, а затем по откалиброванным данным получить значения численности. Если уж планировать меры по регулированию промысла наутилусов, то эти быстрые и дешевые результаты очень пригодятся.
Нужно отметить, что все эти сведения важны не только для рационального и безопасного регулирования состояния популяции, но и для понимания эволюции жизненных стратегий живых ископаемых. Наутилусы вместе с близким родом Allonautilus продолжают очень древнюю (девонскую, около 416 млн лет назад) линию наутилид (Nautilida), когда-то исключительно разнообразную, но теперь почти вымершую. Тем не менее эти реликты неплохо себя чувствуют и в современных морях. Видимо, их жизненная стратегия, выраженная авторами статьи в цифрах, диапазонах значений и вероятностях, вывела наутилоидей в ряд сверхдолгожителей. Тем, кто занимается проблемами эволюционной устойчивости, подобные примеры сослужат хорошую службу.
