Джон Д. Рокфеллер известен тем, что пытался превратить каждую катастрофу в возможность. Недавно ученые в Британской Колумбии сделали именно это. В 2013 году эпидемия расточительной болезни морских звезд (РБМЗ) практически уничтожила популяцию западного побережья Северной Америки. Эта болезнь опустошила морскую экосистему. Тем не менее, умная группа морских биологов сумела найти в этом светлую сторону.
Стихийное бедствие создало для ученых ситуацию, которую они не могли этически создать – преднамеренное массовое уничтожение вида. Которая дала возможность провести чрезвычайно ценный, хотя и ужасный, естественный эксперимент. Исследования позволили по-новому взглянуть на сложные экологические взаимодействия, движущие важнейшей прибрежной экосистемой.
Расточительная болезнь морских звезд поразила сильно и быстро. Заболевание пришло на центральное побережье Британской Колумбии в 2015 году и быстро убило 96 процентов морских звезд-подсолнухов в этом регионе. Аналогичные последствия болезнь нанесла целому ряду других видов морских звезд вдоль северо-восточного побережья Тихого океана.
"Когда мы прибыли летом 2015 года для проведения наших ежегодных исследований, повсюду были растаявшие морские звезды", - говорит Дженн Бёрт, докторант Университета Саймона Фрейзера и ученый Института Хакаи.
В течение двух лет до того, как РБМЗ достигло центрального побережья, Бёрт и ее коллеги наблюдали за тем, как менялись прибрежные экосистемы по мере того, как морские выдры, когда-то изгнанные из региона, возвращались в свой прежний ареал. Давно установлено, что морские выдры оказывают мощное преобразующее воздействие на окружающую среду, и Бёрт не понаслышке видела, как морские выдры приводили к процветанию водорослевые леса, охотясь на обитающих на дне морских ежей, потребляющих ламинарию.
"В течение одного года вы наблюдаете, как меняется экосистема; это похоже на лесной пожар, но наоборот", - говорит Бёрт, описывая изменения среды обитания после возвращения морских выдр.
Морские выдры, однако, не единственные животные, которые охотятся на морских ежей. Морские звезды тоже. Однако мало что известно о том, как морские звезды воздействуют на популяции морских ежей и, следовательно, на здоровье ламинарных лесов.
Массовое уничтожение морских звезд с помощью РБМЗ дало Бёрт и её коллегам эффективный, хотя и ужасный, способ выяснить тонкие взаимодействия.
"В течение двух лет у нас были здоровые популяции морских звезд, а через два года они были уничтожены", - говорит Бёрт. Сравнивая участки до и после распространения болезни, Бёрт и ее коллеги показали, что без морских звезд ламинарные леса претерпевают заметные изменения.
Морские выдры выборочно охотятся на самых крупных морских ежей. Морские звезды, однако, охотятся на мелких и средних. В отсутствие морских звезд Бёрт заметила размножение более мелких ежиков. Эти ежи, теперь безудержные хищники, питались ламинарией. В результате пострадали ламинарные леса. В связи с эпидемией РБМЗ годовая выживаемость малых и средних морских ежей увеличилась на 166 процентов. Плотность пораженных ламинарией участков, тем временем, снизилась на 30 процентов.
"Наше исследование показывает, что морские звезды играют ключевую роль в выживаемости этих ламинарных лесов", - говорит Бёрт. В то время как присутствие морских выдр служит своего рода переключателем, включающим и выключающим ламинарные леса, морские звезды играют жизненно важную роль в поддержании общего состояния здоровья лесов.
По сравнению с традиционными экологическими исследованиями этот естественный эксперимент, который был возможен только из-за гибели подавляющего большинства морских звезд региона, был научным эквивалентом использования кувалды для раскалывания ореха. Но катастрофа предоставила ученым возможность поразительной ясности в понимании сложных взаимодействий между четырьмя различными организмами.
"Таких историй не так уж и много", - говорит Брюс Мендж, морской эколог из Университета штата Орегон. С научной точки зрения, - говорит Мендж, - "это была уникально хорошая ситуация, которая позволила им получить действительно нужное понимание".
Это исследование также иллюстрирует важность базового мониторинга экосистем. Если бы Бёрн и ее коллеги еще не изучали этот район, то найти такую возможность в этой катастрофе было бы невозможно.