Учени, изучаващи делфини, вечерящи край бреговете на Калифорния, са открили, че мрежата от морски храни започва да изглежда малко изтъркана. Дължината на хранителните вериги в тази мрежа изглежда се е съкратила в отговор на промените в околната среда - като тези, причинени от събития в Ел Ниньо.

диети

Констатациите, публикувани тази седмица в списание Science Advances, подчертават полезен метод за изследване на начините, по които изменението на климата влияе върху структурата на световните екосистеми.

Тъй като причинените от човека климатични промени продължават с бързите си темпове и докато океаните се затоплят и подкисляват, това променя кои морски видове могат да оцелеят. Това означава, че ключовите видове в хранителната мрежа могат да започнат да намаляват - което може да има сериозни ефекти върху тази сложна и деликатна мрежа.

Тези специфични ефекти все още са нещо загадъчно, защото хранителната мрежа на океана е невероятно сложна. Ето пример за един път през мрежата: Фитопланктонът прави храна от слънчева светлина и след това се изяжда от зоопланктон, който може да бъде изяден от малка рибка, която е изядена от по-голяма и т.н., през горния хищник в района, като делфин или акула.

Но на всяко звено в тази хранителна верига има много видове, които могат да ядат или да бъдат изядени. А някои видове хищници се състезават за една и съща плячка. И тези конкуренти понякога могат да се хранят един с друг. Резултатът е тъкано изплетена мрежа от взаимоотношения хищник-плячка, която се противопоставя на лесното обяснение.

„В океана имаме огромно разнообразие (от видове) и то е много сложно“, каза водещият автор Росио И. Руиз-Кули, морски еколог от морските лаборатории Moss Landing. „Всичко е динамично.“

Ето защо разбирането на тези взаимосвързани взаимоотношения - и как те се променят от изменението на климата - е по-лесно да се каже, отколкото да се направи.

Учените са се опитали да стигнат до този въпрос, като проследяват съотношението на азотните изотопи в системата (например в зоопланктона, малките същества, които ядат фитопланктон). В околната среда има малко, но срещащо се в природата количество малко по-тежък азотен изотоп.

Стандартният азот, азот-14, има седем протона и седем неутрона; по-тежката версия има един допълнителен неутрон, което го прави азот-15. Делът на тази по-тежка версия се натрупва в животинските тъкани, колкото по-високо в хранителната верига отидете. (Това е така, защото системите на тялото са склонни да се отърват от азот-14 малко по-бързо, отколкото азот-15, така че по-тежкият изотоп има тенденция да се натрупва.)

Това означава, че делът на азот-15 е малко по-висок при тревопасните, отколкото при растенията, все още по-висок при месоядните, които ядат тези тревопасни, и най-висок в най-горния хищник в хранителната верига.

Учените често проверяват съотношението азот-15 към азот-14 в тъканите на най-горния хищник в екосистемата, за да получат представа как се развива хранителната верига. Тъй като най-добрите хищници се разхождат надалеч и често ядат много различни видове плячка, техните тъкани често служат като добро вземане на проби от местната среда. И тъй като те са на върха на хранителната верига, нивата на азот-15 на делфините също отразяват броя на връзките в хранителната верига под тях.

Проблемът е, че е трудно за изследователите да разграничат тези две неща: тежкият азот, който се предлага от основата на хранителната верига, и тежкият азот, който отразява дължината на хранителната верига.

Руиз-Кули и нейните колеги намериха начин да заобиколят този проблем. Те проучиха 204 кожни проби от делфини, които бяха случайно убити при риболов в южната част на Калифорния Bight от 1991 до 2008 г. Те разгледаха съотношенията на азотните изотопи по-специално в около дузина различни видове аминокиселини (градивните елементи на протеините). Някои аминокиселини отразяват по-ниските нива на азот-15, предоставени от първичните производители - например фитопланктона в основата на хранителната верига. Други аминокиселини, по-богати на азот-15, очевидно идват от животински процеси.

Чрез измерване на разликата между тези два тежки азотни сигнала - единият отразяващ горната част на хранителната верига, а другият отразяващ дъното - учените успяха да определят дължината на хранителната верига, завършила в делфините.

„По този начин можем да реконструираме как са се променили първичните производители и в същото време как се е променила диетата на делфините“, каза Руиз-Кули.

Изследователите установяват, че дължината на хранителната верига варира от година на година и поема значителен удар, когато околната среда се променя - например след сезона Ел Ниньо от 1997-98 г. и след 2004 г., когато издигането на зона с ниско съдържание на кислород в капан много видове по-близо до повърхността от обикновено.

Това съкращаване може да означава, че някои видове са изчезнали на местно ниво, принуждавайки делфините например да ядат неща по-надолу по хранителната верига. Във всеки случай това е показател, че хранителната мрежа се е променила в лицето на промените в околната среда.

Това е отклонение от по-ранната работа по въпроса, която предполагаше, че хранителните мрежи остават до голяма степен стабилни при подобни климатични промени.

Изменението на климата може да доведе до по-екстремни промени в околната среда - и ние все още знаем сравнително малко за това как ще бъдат засегнати световните хранителни мрежи. Тази техника може да позволи на изследователите по целия свят да започнат да хапят от тази мистерия, каза Руиз-Кули.

"С глобалното затопляне, изменението на климата ... ние трябва да знаем какво се случва", каза тя.