Что происходит с китом на дне океана

Умерший кит может надолго изменить жизнь небольшого участка морского дна. Его тело приносит туда пищу, которой хватает разным организмам: сначала падальщикам, затем обитателям обогащённого грунта и, наконец, сообществу вокруг костей. В англоязычной литературе такое событие называют whale fall. За коротким названием скрывается целая история превращений: крупное животное постепенно становится средой обитания для множества других существ. Разберёмся, кто получает доступ к этому запасу, почему кости оказываются ценным ресурсом и отчего у подобных сообществ нет единого срока жизни.^[1]

Необычная доставка пищи

В глубине океана пища распределена неравномерно. Значительная часть органического вещества приходит сверху: остатки организмов и другие частицы медленно опускаются сквозь толщу воды. Этот поток называют морским снегом. Падение китовой туши резко меняет масштаб доставки. На сравнительно маленьком участке оказывается крупный запас тканей, который доступен и подвижным животным, и микроскопическим обитателям грунта. Поэтому скелет среди ила может выглядеть удивительно оживлённым.^[1]

При этом история каждого кита различается. Для понимания донного сообщества важны размер туши, глубина и условия вокруг неё. Исследователи описывают несколько стадий заселения, но эти стадии перекрываются. Пока одни животные доедают доступные ткани, другие уже используют кости или грунт рядом. Удобная последовательность в учебной схеме помогает разобраться в процессе, однако не превращает его в расписание с точными датами. Особенно осторожно нужно сравнивать небольшой скелет с останками большого взрослого кита.^[2]

Первые посетители съедают мягкие ткани

Акулы, макрурусы, миксины и ракообразные способны воспользоваться внезапным изобилием. Они откусывают и поглощают мягкие ткани, постепенно обнажая скелет. Наблюдения за затопленными китами в каньоне Монтерей показывали, что такая работа может занимать недели или месяцы. Это ориентир для конкретных наблюдений, а не универсальная скорость разложения любого кита в любой части океана.^[3]

В октябре 2019 года экспедиция Nautilus встретила китовые останки неподалёку от подводной горы Дэвидсон, в морском заповеднике Монтерей-Бей. Они лежали на глубине около 3238 метров. На кадрах видны рыбы и осьминоги, а кости местами кажутся покрытыми красноватым ворсом. Длина обнаруженного скелета оценивалась примерно в четыре-пять метров. Вид кита в первоначальном сообщении ещё не был установлен: исследователи прямо обозначили эту неопределённость.^[4]

Пир продолжается в грунте

Не вся органика достаётся крупным падальщикам. Мелкие остатки и продукты разложения попадают в окружающий осадок. В результате меняется участок дна вокруг туши, а не только сама туша. Здесь могут быстро увеличиваться численности многощетинковых червей, небольших ракообразных, моллюсков и других беспозвоночных, способных использовать богатый органическим веществом субстрат.^[5]

Такую фазу называют стадией обогащения. Её смысл легко упустить, если смотреть лишь на фотографию скелета: значительная часть процессов происходит в иле или среди небольших животных, которых камера не показывает крупным планом. Большое число особей также не обязательно означает большое число видов. На раннем этапе преимущество могут получить сравнительно немногие виды, хорошо приспособленные к обильному, но временному источнику пищи. По мере исчерпания доступных веществ состав сообщества меняется. Исследовать этот переход помогают повторные погружения, а не один эффектный снимок.^[5]

Почему кости остаются ценными

Обнажившийся скелет ещё не означает, что пища закончилась. В китовых костях сохраняются органические соединения, включая жиры. Их микробное разложение может сопровождаться образованием сероводорода. Для одних организмов такие условия неблагоприятны, а для специализированных бактерий соединения серы служат источником энергии. На этой основе развивается новая пищевая сеть.^[6]

Здесь важен термин «хемосинтез»: органическое вещество производится с использованием энергии химических реакций. Часть животных питается бактериями, другие связаны с ними тесным симбиозом. Похожие принципы работают возле гидротермальных источников и холодных сипов, хотя сами местообитания различаются. Кит не превращается в подводный вулкан: нужные соединения возникают при переработке его останков. Кости одновременно дают твёрдую поверхность, на которой можно закрепиться. Такая комбинация пищи и субстрата позволяет некоторым сообществам существовать годами и даже десятилетиями.^[6]

Черви осваивают кость

Особенно необычные обитатели китовых останков относятся к роду Osedax. Его название переводят как «пожиратель костей». Этих животных обнаружили благодаря исследованиям китового скелета в каньоне Монтерей; первые два вида описали в 2004 году. Над поверхностью кости видны перистые выросты, работающие как жабры. Основная часть системы питания скрыта внутри: корнеподобные ткани проникают в кость, а живущие в них бактерии участвуют в получении питательных веществ.^[7]

У таких червей нет привычного рта и кишечника. Они получают доступ к органике необычным способом: корнеподобные структуры выделяют кислоту, растворяющую минеральную основу кости. Важное различие состоит в том, что Osedax сами являются животными, а не бактериями. Красный «мох» на фотографии поэтому может оказаться скоплением червей. Их симбиоз также не следует смешивать со всеми сероводородными сообществами: у разных участников китового поселения разные способы питания.^[8]

Как заселить следующий скелет

Кость представляет собой конечный запас, поэтому потомству её обитателей нужно расселяться. У многих видов Osedax рядом с крупной самкой живут микроскопические самцы, размещающиеся в окружающей её трубке. Это один из самых заметных примеров различия полов по размерам. Но правило имеет исключение: у Osedax priapus самцы питаются костной тканью и по величине гораздо ближе к самкам. Даже внутри одного рода возможны существенно разные жизненные стратегии.^[9]

Название «китовый червь» тоже не означает строгой привязанности исключительно к китам. В экспериментах разные Osedax заселяли кости других позвоночных, включая рыб и наземных млекопитающих. Для учёных это важная поправка: расстояния между подходящими ресурсами нельзя оценивать, учитывая только погибших китов. Вместе с тем крошечная кость и большой китовый скелет различаются объёмом доступной органики и временем, в течение которого способны поддерживать жизнь.^[10]

Один год способен многое изменить

В октябре 2020 года Nautilus снова обследовал останки у Дэвидсона. За год картина заметно изменилась: видимых животных стало гораздо меньше, а рёбра уже не сохраняли прежнее положение. Команда собрала образцы костей, чтобы продолжить изучение кита и его разложения. Это наблюдение особенно полезно рядом с популярной фразой о «пире на десятилетия»: долговечные сообщества действительно существуют, но конкретный скелет может измениться очень быстро.^[11]

Повторная съёмка позволяет увидеть динамику, однако сама по себе не показывает всех бактерий и мелких беспозвоночных. «На кадре почти никого нет» и «биологические процессы прекратились» означают разные вещи. Поэтому исследователи сочетают видео с отбором материала, изучением организмов и сравнением погружений. Только так отдельные находки складываются в представление о том, как органическое вещество проходит через донную экосистему.^[3][11]

Что остаётся после подводного пира

Со временем запас пищи сокращается, кости разрушаются, а поселение меняет облик. Его история показывает, насколько тесно связаны крупные морские животные и почти незаметная жизнь глубин. Кит поддерживает другие организмы и после смерти: его ткани входят в пищевые цепи, а останки создают временное местообитание.^[9]

Изучать такие места непросто. Их находят на больших глубинах, часто случайно, а для наблюдений нужны аппараты и повторные экспедиции. Поэтому каждый хорошо исследованный скелет ценен не только перечнем обнаруженных видов. Он позволяет проверить, насколько общая схема работает в определённых условиях. Самый интересный вывод здесь вполне конкретен: даже на внешне однообразном дне жизнь зависит от редких событий, а один крупный запас органики способен запустить долгую и разнообразную последовательность изменений.^[3]

Источники

1. NOAA — What is a whale fall
2. Smith et al. — Whale-Fall Ecosystems, Annual Review of Marine Science, 2015
3. MBARI — An inordinate fondness for bone-eating worms, 2018
4. NOAA — Whale Fall in the Deep Sea
5. MBARI — Whale falls islands of abundance and diversity in the deep sea, 2002
6. Treude et al. — Biogeochemistry of a deep-sea whale fall, 2009
7. MBARI — Whale carcass yields bone-devouring worms, 2004
8. Monterey Bay Aquarium — Bone-eating worm
9. MBARI — Osedax Studies
10. Vrijenhoek et al. — Bone-eating marine worms habitat specialists or generalists, 2008
11. Ocean Exploration Trust — Return to the Davidson Seamount Whale Fall, 2020