Эта статья взята из журнала Hakai Magazine, онлайн-публикации о науке и обществе в прибрежных экосистемах. Узнайте больше таких историй на hakaimagazine.com.
Сара Гравем стала экспертом в поиске маленькой частной ночной морской звезды Leptasterias в бассейнах приливов Тихоокеанского побережья. Хитрость заключается не в том, чтобы искать морских звезд, говорит она, а в том, чтобы думать, как их почти слепая добыча морской улитки, и действовать соответственно. «Я называю это улиткой Брайля», - говорит она. «Я не смотрел, я чувствовал. У меня были свои приливные бассейны, я знал, где [морские звезды] любили бывать в приливных бассейнах и где они любили прятаться, и я просто чувствовал их в трещинах ».
Когда вы замечаете лептастерии, говорит Гравем, вы замечаете, что их иногда довольно много - сотни или даже тысячи морских звезд на одном небольшом участке. Поскольку она проводила больше времени в приливных бассейнах, Грэйвм поняла, что лептастерии могут оказывать большее влияние на жизнь прибрежных районов, чем их небольшой размер и относительная анонимность. Она углубилась в эту идею, сначала будучи аспирантом в Морской лаборатории Дэвис-Бодега Калифорнийского университета, а затем научным сотрудником в Университете штата Орегон. То, что она нашла, могло бы сбить часть блеска с культового хищника и выявить удивительно сложное подспорье одной из самых заветных идей в экологии.
В 1969 году эколог Роберт Пейн, скончавшийся 13 июня, изложил свою гипотезу о ключевых видах. Основываясь на своих наблюдениях в приливных бассейнах залива Мукко, штат Вашингтон, Пейн утверждал, что харизматическая морская звезда охры, Pisaster ochraceus, сыграла решающую роль в управлении экосистемой приливного пула. Когда Пейн вытащил Пизастер из бассейнов приливов, мидии быстро захватили этот участок, вытеснив другие виды и установив монокультуру. Он понял, что Pisaster оказал непропорциональное влияние на его изобилие в поддержании равновесия экосистемы бассейна приливов - понимание, которое за последние полвека было применено далеко за пределами побережья.
Пейн провел свою профессиональную жизнь, развивая сложную сеть жизни в приливных бассейнах в заливе Муккоу. Через несколько месяцев после выдвижения ключевой гипотезы он написал вторую статью о взаимодействии между Писастером и черной тюрбанской улиткой, Tegula funebralis . Пейн предположил, что размер и распределение улиток контролировался их «главным хищником», хотя улитки не были любимой (или даже второй любимой) пищей Писастера . Ученые и журналисты с тех пор называют Пизастера доминирующим плотоядным животным, определяющим размер, распределение и численность Тегулы в приливном бассейне.
Сара Гравем говорит, что экологическая роль морских звезд Leptasterias была упущена в пользу более крупного и более очевидного Pisaster, но продолжающиеся исследования показывают истинное значение Leptasterias. (Фото Амара и Изабель Гильен / Guillen Photo LLC / Фото Alamy) Грэвему казалось, что Пейн и другие могли не заметить менее харизматическую морскую звезду, скрывающуюся в глубине бассейна. Она была уверена, что Писастер не контролирует популяцию морских улиток так же, как она контролирует мидий, но она не обязательно имела в виду и запасного хищника. То есть до 2010 года, когда из-за цветения водорослей лептастерии исчезли из приливов и отливов, которые она изучала, и население Тегулы удвоилось. В следующем году истощение болезни поразило Пизастер, и популяция улиток в ее районе исследований почти не пострадала.
«Когда мы выходим на улицу и видим этого гигантского Пизастера, кажется, что это должно быть очень важно», - говорит Грэм. «Но если бы вы были улиткой и у вас был один гигантский Pisaster и сотни крошечных лептастерий, вы бы беспокоились о сотнях».
Гипотеза основных видов Пейна дала значительное понимание того, как работают экосистемы. Но несколько десятилетий последующей работы в других приливных пулах показали, что даже знаковые отношения Пизастер- мидия актуальны только в некоторых случаях. Открытие Грэвема о том, что морские звезды Leptasterias управляют морскими улитками Тегулы, а не Писастером, - это предостерегающая история о предположении, что вид, контролирующий одну важную добычу, контролирует все остальное. Более того, это подтверждает идею, что в экологии контекст имеет значение.
Если Pisaster является королем литорали, то Gravem является частью сообщества экологов, которые пишут свою Великую хартию вольностей: условия, при которых правит основной хищник.
Например, за последние четыре десятилетия постдокторский советник Грэвема, эколог штата Орегон Брюс Менге, обнаружил, что, хотя Писастер имеет тенденцию свободно править на открытых участках побережья, таких как Пейн, изученный в Вашингтоне, влияние морской звезды менее выражено в более защищенных местах. области. Управляющий эффект ключевых видов зависит от добычи - должно быть достаточно мидий - и от популяции Pisaster - должно быть достаточно морских звезд. Это зависит от размера, и, вероятно, от температуры. Менге изучил участки вверх и вниз по побережью Орегона, что позволяет ему изучить влияние, которое изменяющиеся условия океана оказывают на ключевые взаимоотношения.
«Пейн в основном всю свою карьеру изучал в одном месте», - говорит Менге. «Выводы, полученные в результате этого, были потрясающими, а глубина понимания потрясающей. Но это один сайт.
По мере накопления доказательств такие исследователи, как Грэвем и Менге, разрабатывают утонченную ключевую гипотезу, которая менее жестко иерархична, чем оригинал. Они видят среду обитания, похожую на скалистые приливы Северной Америки, не как каменную арку, соединенную одним критическим видом, а как мозаику взаимосвязанных зависимостей.
«Мы даем эти прекрасные определения, которые помогают нам объяснить мир природы, а экология заключается в том, что он никогда не бывает черно-белым», - говорит Грэм. «Кистоун полезен, потому что это правда много времени. И это заставляет нас задуматься о более грандиозной идее, что у нас может быть один вид, который действительно оказывает большое влияние домино на все остальное. Вот что такое настоящее наследие Пейна. Не то, чтобы Pisaster были важны. Это то, что хищники могут формировать мир вокруг них ».
Читайте больше историй о прибрежных науках на hakaimagazine.com .
