За 12 лет хищные придонные рыбы с гибким пищевым поведением в Балтийском море переключились на охоту за мелкими рыбами, из-за чего стали тратить больше сил на преследование и извлекать меньше энергии из добычи. Согласно результатам моделирования, в будущем с ростом температуры такие хищники подвергнутся повышенному риску вымирания по сравнению с хищниками, которые ориентированы на конкретный тип добычи, а пищевые сети с их участием станут менее устойчивыми. Такие выводы содержит исследование, опубликованное в журнале Nature Climate Change.
Влияние окружающей среды на экосистемы удобно изучать с помощью моделей трофических сетей, которые отражают всю совокупность трофических связей и энергетических потоков в сообществах. По ним можно определить, как тает многолетняя мерзлота и удерживается ли углерод в арктических почвах, куда мигрирует ртуть и почему происходит береговая эрозия. Большая часть моделей трофических сетей строится на допущении того, что чем гибче верхние звенья цепей (хищники) в своих пищевых предпочтениях, тем лучше они адаптированы к любым изменениям окружающей среды. Однако в условиях изменения климата такое предположение вызывает сомнения.
Ученые под руководством Бенуа Гаузенса (Benoit Gauzens) из Йенского университета имени Фридриха Шиллера изучили, как потепление влияет на пищевое поведение хищников и отражается на структуре трофической сети. Для этого они использовали данные о содержимом желудков 2487 особей придонных хищных рыб в Кильской бухте Балтийском море в течение 12 лет. Для исследования выбрали два вида веретеновидных рыб — треску (Gadus morhua) и мерланга (Merlangius merlangus), а также четыре вида плоских рыб — камбалу речную (Platichthys flesus), камбалу морскую (Pleuronectes platessa), камбалу-ерша (Hippoglossoides platessoides) и пикшу (Melanogrammus aeglefinus). Авторы анализировали, как предпочтения этих хищников менялись в зависимости от температуры и доступности добычи.
Оказалось, что с потеплением хищники переключались на преследование мелких рыб, и их кормление становилось менее эффективным: они тратили больше энергии на поиск и получали меньше энергии из такой добычи, чем если бы выбирали более крупных жертв. Ширина их трофической ниши с увеличением температуры воды сужалась, и гибкое пищевое поведение не облегчило их адаптацию к потеплению. Моделирование в среде, учитывающей температурную зависимость потребления, показало, что с потеплением будут более устойчивыми те пищевые сети, в которых хищники ориентированы на конкретный тип добычи. В сетях, для которых характерно гибкое поведение хищных рыб, будет наблюдаться вымирание популяций таких видов и снижение биоразнообразия.
Изменение климата вредит донным рыбам, а интерес человека к их добыче усиливает глобальное потепление: за последние 25 лет вылов рыбы с морского дна привел к выбросу порядка девяти миллиардов тонн углекислого газа в атмосферу и понизил pH морской воды в среднем на одну десятитысячную.