На экране снова появляются круги. В центре каждого лежит рыба, вокруг неё видны светлые крупинки икры. Камера движется дальше, но узор не заканчивается: новые гнёзда уходят за край кадра. В феврале 2021 года исследователи на борту ледокола Polarstern обнаружили в море Уэдделла необычайно обширное нерестилище. Открытие описали в журнале Current Biology в 2022 году. По оценке команды, участок включал около 60 миллионов активных гнёзд и занимал не менее примерно 240 квадратных километров.1
Что скрывалось под кораблём
Находку сделали возле шельфового ледника Фильхнера, в южной части моря Уэдделла. Дно здесь находилось на глубине от 420 до 535 метров. Для команды важным оказался не отдельный необычный объект, а повторение: рыбы с кладками встречались снова и снова. Институт Альфреда Вегенера работал в этом районе десятилетиями, однако столь протяжённое скопление гнёзд прежде оставалось незамеченным.1
Масштаб открытия трудно представить по одной фотографии. Крупный план показывает поведение отдельной рыбы. Несколько соседних гнёзд уже напоминают тесный посёлок. Но число в десятки миллионов относится к площади, которую нельзя охватить одним взглядом даже с исследовательского судна. Чтобы перейти от удивления к оценке, понадобилось совместить изображения, измерения и карту.
Гнездо без веток и водорослей
Хозяевами участка оказались рыбы Neopagetopsis ionah из семейства белокровных. Их гнёзда представляли собой округлые углубления примерно 75 сантиметров в диаметре и около 15 сантиметров глубиной. Рыбы расчищали мелкий осадок, обнажая небольшие камни, на которых располагалась икра. В обследованных кладках исследователи насчитали в среднем 1735 икринок; над большинством гнёзд находилась взрослая рыба.2
Слово «гнездо» здесь вполне уместно: у кладки есть подготовленное место и охрана. При этом круглая ямка на снимке ещё не обязательно означает действующую семью. Команда различала гнёзда с икрой, пустые углубления и участки с погибшими рыбами. Такие различия важны для подсчёта: оставшаяся на дне форма может пережить период, когда ею пользовались.1
Как посчитать то, что не пересчитать
На фото- и видеоматериалах команда непосредственно учла 16 160 гнёзд на 45 600 квадратных метрах дна. Среднюю плотность активных гнёзд оценили в 0,26 на квадратный метр. Затем результаты съёмки и акустического обследования позволили оценить протяжённость колонии и распространить рассчитанную плотность на её площадь.2
Поэтому 60 миллионов нельзя читать как результат поштучной переписи. Простая проверка порядка величины это показывает: 240 квадратных километров содержат 240 миллионов квадратных метров. Если умножить их на 0,26, получится около 62 миллионов. Округлённая оценка хорошо передаёт масштаб, но не сообщает точное количество занятых ямок в любой выбранный день.
Оценка поэтому не становится хуже от слова «примерно». Наоборот, оно сообщает читателю, что именно удалось установить: не неизменное число отдельных рыб, а порядок величины огромного скопления.
Здесь особенно важна осторожность с красивыми сравнениями. «Рыбий город» помогает вообразить плотность соседства, однако у такого города нет нанесённой раз и навсегда административной границы. Научная карта описывает наблюдавшееся распределение, а не обещает, что каждый квадратный метр большого прямоугольника выглядит одинаково.
Камера, которая летит над дном
Для работы использовали OFOBS, буксируемую систему наблюдения и картирования. С кораблём её соединяет кабель, передающий питание и данные. На прочной раме установлены фото- и видеокамеры, освещение, гидролокаторы и приборы позиционирования. Операторы получают изображение в реальном времени и могут следить за тем, какой участок проходит под аппаратом. В экспедиции 2021 года система изучала разные донные местообитания, а не только нерестилище.3
В опубликованном наборе данных PANGAEA сохранены снимки с четырёх погружений над колонией. Описание оборудования содержит полезную деталь: три лазерных указателя были разнесены на 50 сантиметров, чтобы по световым отметкам определять размеры объектов. Автоматические фотографии делались примерно каждые 15 секунд; дополнительно операторы могли снимать интересные детали, замеченные в видеопотоке.4
Это превращает красивый подводный кадр в измерение. Без масштаба одинаково выглядят небольшая ямка и крупное углубление. Без координат трудно понять, сняты ли две соседние группы или один и тот же участок повторно. Камера даёт зрелищную часть открытия, но числа появляются благодаря всей системе наблюдения.
Зачем ледяным рыбам более тёплая вода
Название «ледяные» не означает, что рыбы выбирают самое холодное доступное место. В районе колонии придонная вода была до двух градусов теплее окружающих вод. По сообщению издателя Cell Press, именно известный подъём более тёплой глубинной воды первоначально привлекал внимание исследователей к этой части дна. Связь нерестилища с океанографическими условиями стала одной из важных особенностей находки.5
Однако совпадение на карте ещё не даёт полного объяснения выбора места. Нельзя по одной съёмке объявить температуру единственной причиной такой плотности гнёзд. Для рыбы участок существует сразу как сочетание воды, течений, грунта и соседей. Вопрос о том, как эти условия действуют вместе, намного интереснее простого ответа «здесь теплее».
Белая кровь и жизнь в холоде
Белокровные рыбы примечательны отсутствием гемоглобина, который придаёт крови большинства позвоночных красный цвет и переносит кислород. Британская антарктическая служба подчёркивает, что такая особенность возможна благодаря холодной, богатой растворённым кислородом среде и дополнительным приспособлениям организма. Антарктические нототениевидные рыбы также известны белками-антифризами, помогающими им существовать при отрицательной температуре воды.6
Утрата гемоглобина не делает кровообращение ненужным. В обзоре Journal of Experimental Biology описаны крупные сердца и большой объём циркулирующей крови у белокровных рыб. Кислород переносится в растворённом виде, а для снабжения тканей приходится прокачивать значительно больше жидкости. За необычной внешней чертой стоит целый комплекс физиологических изменений.7
Тюлени знали об этом месте раньше людей
На борту Polarstern работали специалисты разных направлений, и данные о рыбах удалось сопоставить с наблюдениями за тюленями Уэдделла. Миа Веге из Университета Претории и её коллеги использовали спутниковые метки, записывавшие перемещения и погружения животных, а также измерения свойств воды. Они сравнили свежие результаты с данными прежних экспедиций, начиная с 2007 года.8
Тюлени активно использовали район нерестилища. Это поддерживает предположение, что плотное скопление рыбы служит им важным кормовым ресурсом, хотя сама по себе траектория погружения не показывает каждый акт охоты. Такой пример хорошо объясняет ценность совместной экспедиции: один прибор видит дно, другой следует за животным, и две истории начинают дополнять друг друга.8
Даже погибшие рыбы остаются частью местной экосистемы. В экспедиционном отчёте AWI 2021 года описаны морские звёзды и осьминог, использовавшие рыбьи останки как пищу. Таким образом, значение скопления не заканчивается на количестве будущих мальков: оно связано и с питанием других донных животных.3
Находка, меняющая карту внимания
Предложение создать охраняемую морскую территорию в море Уэдделла появилось ещё в 2016 году, задолго до публикации о гигантском нерестилище. Австралийская антарктическая программа объясняла его смысл сохранением разнообразных местообитаний и возможностью изучать сравнительно мало затронутые деятельностью человека экосистемы.9
История с рыбьими гнёздами делает эту задачу наглядной. Пока участок оставался белым пятном в биологической картине моря, невозможно было учитывать его особенности достаточно точно. Теперь за условным цветом на карте видны кладки, взрослые рыбы и животные, которые сюда приходят. Самое удивительное в открытии, пожалуй, не рекордное число, а то, насколько большой фрагмент живого океана способен долго оставаться вне нашего внимания.
Источники
- Alfred Wegener Institute. World’s largest fish breeding area discovered in Antarctica, 13 января 2022 года.
- Purser A. et al. A vast icefish breeding colony discovered in the Antarctic. Current Biology, 2022.
- Alfred Wegener Institute. Photos from the Seafloor, экспедиционный отчёт, 15 марта 2021 года.
- Purser A. et al. Изображения гнёзд Neopagetopsis ionah, полученные OFOBS в экспедиции PS124. PANGAEA, 2021.
- Cell Press. Icefish breeding colony of 60 million active nests found in Weddell Sea, Antarctica, 13 января 2022 года.
- British Antarctic Survey. Fish survival in the extreme cold, 30 июня 2023 года.
- Sidell B. D., O’Brien K. M. When bad things happen to good fish: the loss of hemoglobin and myoglobin expression in Antarctic icefishes. Journal of Experimental Biology, 2006.
- Mia Wege. The world’s largest colony of nesting fish lives beneath the Antarctic ice. University of Pretoria, 2 августа 2022 года.
- Australian Antarctic Program. Proposals for new Marine Protected Areas, редакция от 10 ноября 2021 года.
