Ежедневные вертикальные миграции планктонных животных в море

Уникальная многолетняя серия измерений в Антарктическом океане позволила получить новые данные о суточных вертикальных миграциях сообществ зоопланктона. Ученые Тюненского института морского рыболовства в Гамбурге и Института полярных и морских исследований им. Альфреда Вегенера в Бремерхафене наблюдали изменения в течение года и между годами. Антарктический зоопланктон является основным источником пищи для многих видов рыб и китов, включая крупнейшее млекопитающее в мире — синего кита.

Впервые исследователям удалось задокументировать годовой цикл сообществ зоопланктона в Южном океане. Используя данные заякоренных акустических доплеровских профилографов течений (ADCP), д-р Борис Цисевски и д-р Фолькер Штрасс непрерывно регистрировали суточные вертикальные миграции зоопланктона в течение трех лет. Они также изучили влияние отдельных факторов окружающей среды, таких как свет, ледовый покров, доступность пищи, циркуляция, температура и соленость, на их миграционное поведение.

Суточная вертикальная миграция зоопланктона, часто представленного ракообразными размером от миллиметров до сантиметров, в основном запускается циклом день-ночь. Чтобы избежать потенциальных хищников, они погружаются в темные глубины на восходе солнца и остаются там в течение дня. После заката они снова поднимаются в верхние слои для питания, где солнечный свет позволил разрастись планктонным водорослям.

Данное исследование основано на информации, собранной в ходе трех экспедиций судна «Полярштерн» и с помощью глубоководных донных станций, установленных в Южном океане в рамках проекта LAKRIS (Lazarev Sea Krill Study) между 2005 и 2008 годами. ADCP, установленные в трех точках вдоль Гринвичского меридиана, покрывали водный слой до 500 метров под поверхностью. Сила эха давала информацию о концентрации зоопланктона, а скорость миграции рассчитывалась на основе доплеровского сдвига частоты звука.

На основе этих долгосрочных измерений ученые изучили не только суточные, но и сезонные модели вертикальных миграций. Они обнаружили, что зоопланктон прекращает миграционное поведение на несколько недель в начале южного лета, с конца ноября до января. «Похоже, обилие пищи в поверхностной воде настолько привлекательно для животных, что они не отступают на большие глубины в течение дня, чтобы спрятаться от хищников», — заключают океанографы. Дополнительным подтверждением этой гипотезы стали измерения распределения морского льда и хлорофилла. Когда лед начинает таять, образуются так называемые цветения водорослей у кромки льда, которые в это время года являются основным источником пищи.

Неожиданными оказались большие различия в численности зоопланктона между тремя годами исследований. «Причины этих межгодовых различий еще не полностью установлены. Нам нужно больше физических и биологических измерений, чтобы оценить будущие изменения в экосистеме Южного океана в результате изменения климата», — пояснили Цисевски и Штрасс.