Обитатели сумеречной зоны океана

Обитатели сумеречной зоны океана настолько непривычны человеческому глазу, что их можно принять за пришельцев с далеких звездных систем. Ученые обнаружили, что во время наступления полярной ночи огромное количество глубоководных морских животных поднимается в поверхностные воды и источать яркий свет.

Сумеречная зона океана — это мрачное место, где существа вроде криля или планктона-«оборотня» охотятся, используя для приманки лишь тот свет, который они испускают сами. В большинстве морей эта зона находится на довольно большой глубине, от 200 до 1000 метров. Но новое исследование показало, что в зимних водах близ архипелага Шпицберген в Норвегии эта зона смещается вверх из-за долгой полярной ночи, в результате чего некоторые из глубоководных существ поднимаются ближе к поверхности. Более того, обитатели этой зоны живут на разных водных уровнях, где одни доминируют наверху, а другие господствуют внизу. Изучение этого биома может перевернуть наше понимание о жизни морских экосистем даже с учетом того, что они постоянно претерпевают изменения из-за таяния морских ледников.

Долгое время полярная ночь считалась временем спячки. В течение почти 4 месяцев солнце исчезает с небосклона, и многие ученые полагали, что крошечные животные, стоящие у основания пищевой цепи, или вымирают или впадают в спячку или анабиоз. Но в 2007 году морской эколог Йорген Берге с помощью гидролокатора уловил странный сигнал: эхо, сходящее на нет в течение дня и набирающее силу в ночное время. В более теплых водах подобная картина отмечается ежедневно благодаря регулярному движению миллионов морских существ вверх и вниз в толще воды. Но полученный сигнал означал также и то, что массовая миграция происходит вблизи полюсов, что вызвало полную переоценку арктических экосистем. С 2012 года Берге проводил ежегодные экспедиции, изучая всю фауну, от планктона-«оборотня» до моллюсков, чьи биологические часы приурочены к длительному отсутствию солнца.

Во время своих путешествий Берге и команда обнаружили неожиданное количество биолюминисценцтных организмов. Там, где нет естественного освещения, многие хищники используют светящиеся органы для приманки добычи. Но чтобы понять, как устроена экосистема, необходимо сначала выяснить, сколько именно света производится и за счет чего. Первоначально ученые сделали подробную опись всех обитателей глубин, а затем использовали специальный прибор для измерения излучаемого света Underwater Bioluminescence Assessment Tool (UBAT), разработанный одним из членов команды, морским экологом Марком Молином. Черный ящик, размером с коробку для ланча, всасывает воду как миниатюрный пылесос и взбалтывает ее внутри емкости, побуждая существа внутри интенсивно светиться.

«Прибор производит измерения раз в 1/60 долю секунды, так что на выходе вы получаете карту вспышек света различной степени интенсивности. Каждый организм излучает свой собственный, уникальный сигнал, так что это похоже на морзянку или ритм сердцебиения», говорит Молин. В лаборатории ученые исследовали 17 видов животных и смогли определить характер сигналов 7 из них. Затем, в ходе трехнедельных круизов, они протестировали наработки, делая замеры с шагом в 20 и 120 метров. Наконец, подсчитав общий уровень биолюминисценции, они сравнили его с общим уровнем естественного света, который должен был достигать конкретных глубин. В итоге выяснилось, что биолюминисцентный свет превосходит лунный свет, свет звезд и даже полуденное солнце на глубине от 20 до 40 метров ниже водной поверхности. Кроме того, заметно явное разделение: динофлагелаты, микроскопические существа с избирательным фотосинтезом, преобладают в верхних водах, в то время как рачки предпочитают глубины.

Следующим шагом исследования будет измерение того, какую именно роль свечение играет в системе «хищник-жертва». Ученые уже создали модель того, как далеко и на какой глубине может обнаружить криль хищная птица и выяснили, что свет от других существ часто служит не только для приманки, но и для отвлечения внимания, помогая более мелким животным попросту затеряться в нем. Возможно, что дальнейшее таяние ледников спровоцирует изменения в этой экосистеме, при которых животным придется вырабатывать новые адаптационные механизмы к изменившимся условиям.