Гребневик-каннибал

Исследователи из Дании, Франции, Испании и Германии обнаружили, что гребневики Mnemiopsis leidyi, уничтожив все доступные пищевые ресурсы, живут еще несколько недель, поедая собственных личинок. Это облегчает дальнейшее распространение вида.

Гребневики — морские животные, внешне похожие на медуз, однако составляющие самостоятельный тип. Они плавают в толще воды при помощи ресничек, расположенных на их студенистом теле рядами, напоминающими гребни, отсюда и название этой группы животных. Почти все гребневики — хищники, они питаются зоопланктоном: мелкими ракообразными, медузами, личинками моллюсков, коловратками, икринками и мальками рыб и другими животными, есть виды, специализирующиеся на охоте на других гребневиков. За исключением двух видов, все гребневики — гермафродиты.

Полупрозрачное тело гребневика Mnemiopsis leidyi имеет длину от 7 до 12 см, а его диаметр составляет около 2,5 см. Он способен выживать при широких диапазонах солености (от 2 до 38 практических единиц солености) и температуры воды (2–32 °C). Обычный регион его обитания — воды западной Атлантики, но печальную известность Mnemiopsis leidyi получил, когда был завезен в Черное море (впервые отмечен в 1982 году). Предполагают, что инвазивный вид попал туда в балластной воде судов. Как нередко бывает, попав в новые условия, вид, в отсутствие естественных врагов, значительно размножился. К 1989 году плотность гребневиков в Черном море достигла рекордного уровня — около 400 экземпляров на кубический метр. Основной пищей гребневика в Черном море стали икринки и молодь европейского анчоуса (хамсы). В результате количество рыбы резко сократилось, ущерб рыболовному промыслу России, нанесенный гребневиком, оценивается в 230–350 миллионов долларов. Сдержать распространение Mnemiopsis leidyi в Черном и Азовском морях удалось, переселив из Атлантического океана гребневика Beroe ovata, питающегося другими гребневиками. В результате сейчас в черноморских водах установилась саморегулирующаяся система «хищник — жертва».

В 1999 году по Волго-Донскому каналу гребневик попал в Каспийское море, где также оказал разрушительное действие на местную экосистему. В 2006 году он был впервые отмечен в Северном море и в Датских проливах, а годом спустя проник в центральную часть Балтийского моря и даже был замечен в Гданьском заливе.

В конце лета у Mnemiopsis leidyi наступает период бурного размножения («цветения»), когда каждая особь выпускает в воду сотни яиц и сперматозоидов. За две недели потомство одного взрослого гребневика может достичь 12 тысяч. Возросшая популяция обычно полностью уничтожает зоопланктон в окрестных водах. Именно в эти периоды гребневики наносят наибольший урон экосистемам.

Исследователей, следивших за распространением гребневика в европейских водах, удивляла его способность пережить довольно продолжительные периоды, когда подходящей добычи становится очень мало. В Балтике гребневики встречаются на 58° северной широты, где времена бескормицы значительно длиннее, чем в обычной среде обитания вдоль атлантического побережья Северной Америки (42° с. ш.). Запасать питательные вещества в своем организме на долгое время гребневики не могут. Личинки гребневиков не способны пережить холодную и голодную зиму в Балтийском море, они погибают после трех недель голодания. Поэтому массовое размножение Mnemiopsis leidyi осенью кажется бессмысленной тратой ресурсов. Однако и в Балтике наблюдается «цветение». И популяции M. leidyi способны пережить большинство зим в районах их нынешнего распространения в водах северной Европы.

Авторы исследования проанализировали состав гребневиков и их обычной добычи в водах Кильского фьорда в августе и сентябре 2008 года, то есть до и после «цветения». Они обнаружили, что в период, когда численность гребневиков идет на спад, изменяется соотношение взрослых и личиночных особей — личинки исчезают быстрее. Ученые предположили, что взрослые гребневики переходят к каннибализму и питаются собственными личинками, когда другой доступной пищи не остается.

Исследователи обнаружили взрослого гребневика, захватившего двух личинок своего вида. Окончательно же гипотеза была подтверждена в ходе лабораторного эксперимента, когда ученые выращивали в аквариумах взрослых гребневиков и их личинок. Последующий анализ показал, что съеденные личинки обеспечивают около 4 % углерода и 2,5 % азота в организме каждого взрослого гребневика, что дает взрослым особям значительно более высокие концентрации питательных веществ, чем в контрольной группе, где в качестве пищи предлагались веслоногие рачки.

«Насколько нам известно, мы впервые получили недвусмысленные доказательства того, что взрослые M. leidyi питаются своими личинками, — заключили исследователи. — Поскольку личинки не могут выжить зимой в самых северных частях ареала, наше исследование показывает, что основная функция личинок M. leidyi состоит в сборе и хранении энергии и питательных веществ для взрослых». По мнению исследователей, каннибализм после «цветения» дает взрослым приток питательных веществ, который им необходим для продолжения роста в течение еще нескольких недель в условиях дефицита пищи, что позволяет им стать еще более конкурентоспособными хищниками в холодных водах Балтики. При этом «цветение», в результате которого количество потенциальной добычи резко падает, позволяет гребневику вытеснить других конкурентов.

«В некотором смысле вся популяция гребневика действует как единый организм, причем молодь поддерживает взрослых во время стресса от недостатка питательных веществ, — говорит один из авторов работы Томас Ларсен. — В целом, это позволяет гребневикам сохраняться во время экстремальных явлений и периодов низкого потребления пищи, распространяясь дальше, чем обычно позволяют климатические и другие условия».

Исследование опубликовано в журнале Communications Biology.