https://frosthead.com

Елегантен инструмент, наречен калмар, който учените искат да пренасочат

Пясъчно дъно, пулсирано от тюркоазена вода, изплува под мен, докато слизам. Аз се занимавам с гмуркане във водите около полевата гара Кари Боу Кей в Белиз повече от 20 години, така че преди това съм се гмуркал. Но всяко гмуркане може да има свои изненади. Първоначално не виждам нищо друго освен пясък, прашен лунен пейзаж, привидно лишен от живот .

Когато докосна дъното, светът около мен се затъмнява от гледката, тъй като плътността на водата спира малките частици, изритани от моите перки. Скоро видимостта се изчиства и виждам, че това изобщо не е пустиня, а писта. Странните следи, които пресичат пясъка, намекват за биоразнообразието, което търсим. Нещо харчи много енергия, отивайки някъде. И все пак няма време да преследваме обикалящите животни, ние имаме много специфична задача да изпълним.

Екипът за гмуркане на Морската глобална земна обсерватория (MarineGEO) работи под карибските води. Ръководена от мрежата за морски обсерватории в Tennesbaum от Smithsonian, това е първата дългосрочна изследователска програма в световен мащаб, която ще предостави безпрецедентен поглед върху екологията и биоразнообразието на нашите крайбрежни океани по целия свят.

MarineGEO е посветен на изучаването на биологията и екологията на нашите крайбрежни екосистеми, критична област на океана, където морският живот е най-изобилен и ефектите от човешката дейност са най-изразени. Обсерваторията е създадена с разбирането, че се нуждаем от данни за крайбрежната морска биология в голям географски мащаб и за дълги периоди от време, за да се справим с някои от най-важните проблеми, с които се сблъсква морската среда днес - свръхлов, замърсяване и изменение на климата. Широчината и дълбочината на тази информация може да разкрие глобални модели на разпространение на видове, въздействието на човешките дейности върху животинските общности и ролята на биоразнообразието за поддържането на здрави екосистеми.

раковина Странните следи, които пресичат пясъка, намекват за биоразнообразието, което търсим. Нещо харчи много енергия, отивайки някъде. (Лори М. Пенланд)

Въпреки че MarineGEO се ангажира да използва съвременни методи, за да подходи към някои от тези наблюдения, една от неговите силни страни като глобална мрежа за биологично разнообразие е използването на много прости експерименти, които могат да бъдат внедрени в голям мащаб с помощта на основни материали с минимално обучение. Това веднага отваря вратата за участие от други изследователски станции и академични институции, както и от граждански учени и училищни групи.

За това проучване ние разполагаме с изпитан и истински работен кон на MarineGEO кутия с инструменти, проста пръчка за примамка, (наскоро публикувана в PLOS-ONE), която стана известна като Squidpop или lillipop.

Състои се от тънка пръчка от фибростъкло, висока около 18 инча, с малка филия калмарна тъкан - с размерите на стандартен перфоратор за хартия - прикрепена в единия край. Проследяваме колко калмари се консумират от местните риби за стандартизиран период от време и сравняваме тази информация с тази, която се знае за рибната общност чрез нетни капани и визуални проучвания или камери, които записват хищничеството.

В опит да заснеме данни в по-големи региони, MarineGEO планира да приложи калпави блици, наречени Ocean Bitemap за предстоящия Световен ден на океаните на 8 юни 2016 г.

Целта е да разположите калмари в колкото се може повече региони и видове местообитания.

MarineGEO и други партньори, включително членове на глобалната мрежа за морска трева Zostera Experimental Network (ZEN), ще разположат калмари по целия свят. Това ще бъде първото по рода си по отношение на координирани наблюдения на хищничеството в крайбрежните среди. През цялото лято всички партньори ще повтарят тези разгръщания, което ще предостави по-ясна кратка снимка на данните за хищниците, отколкото някога сме имали. Можете да намерите повече информация за калмари и Ocean Bitemap онлайн, включително инструкции как да разгърнете вашия собствен калмар.

Сравняването на тези проучвания на калмари с данни за местообитания и информация за състоянието на опазване ще даде ценни указания за това, кои характеристики позволяват на морските хабитати да функционират правилно, особено на фона на продължаващите смущения от човешките дейности.

Моят колега, Рос Уиппо, централен техник и полеви биолог за MarineGEO, достига дъното само мигове след като го направя и бързо поставя екипировката му, включително сноп от калмари, в подготовката за разполагане. Първо обаче той засажда видеокамера, монтирана върху PVC тръба в пясъка.

Въпреки че тестът за калмари е насочен основно към хищни риби, в района обитават множество други видове риба.

Голямо ремора ни обкръжава, когато Рос настройва камерата. Тези очарователни риби имат плосък овален смукателен диск на главата си, който им позволява да се прикрепят към други животни. Обикновено се виждат прилепнали към акули, въпреки че по-рано на същото място морска костенурка е снимана с няколко висящи устройства. Няколко пъти съм ги карал да се вкопчват в перките и резервоара ми и ги смятам за много забавно.

Колегата ми, Рос Уиппо, централен техник и полеви биолог за MarineGEO, достига най-долните моменти, след като го направя и бързо поставя екипировката му, включително сноп от калмари, в подготовка за разполагане. (Лори М. Пенланд) Рос засажда видеокамера, монтирана върху PVC тръба в пясъка. (Рос Уиппо) Голямо ремора ни обкръжава, когато Рос настройва камерата. Тези очарователни риби имат плосък овален смукателен диск на главата си, който им позволява да се прикрепят към други животни. (Лори М. Пенланд) Обикновено се виждат прилепнали към акули, въпреки че по-рано на същото място морска костенурка е снимана с няколко висящи устройства. (Рос Уиппо)

Те са най-безобидни, но Рос не харесва този да се мотае наоколо, тъй като изглежда, че търси подходящо място за закачане. Лекотата, с която са разположени калмарите, става очевидна, когато плуваме далеч от камерата (и ремонта) и започваме да ги засаждаме в пясъка на около шест фута един от друг. След като всички 25 са засадени подред, имаме време да убием.

Нашата задача сега е да оставим проучвателния сайт за един час, за да позволим появата на хищничество.

На върха на хранителната верига хищниците играят важна роля, контролираща екосистемата. Те са основният агент за отблъскване, определящ броя и видовете организми, които живеят в определен район. Голямото количество изобилни хищници може да доведе до различна група животни, отколкото в зони, които са относително свободни от хищници. Това може да се промени в зависимост от времето на годината, вида на местообитанието и човешкото въздействие върху изследваното място.

На върха на хранителната верига хищниците играят важна роля, контролираща екосистемата. Те са основният агент за отблъскване, определящ броя и видовете организми, които живеят в определен район. Голямото количество изобилни хищници може да доведе до различна група животни, отколкото в зони, които са относително свободни от хищници. Това може да се промени в зависимост от времето на годината, вида на местообитанието и човешкото въздействие върху изследваното място.

В здравите коралови рифови системи често виждаме множество големи хищници, както и други по-малки всеядни риби. Но в пясъчните местообитания, като този, който посещаваме, очакваме по-малко хищни риби. Броят на консумираните калмари помага да се потвърди дали нашите прогнози са верни. От тези данни можем да определим колко важни хищници могат да бъдат в определено местообитание във времето.

Понастоящем MarineGEO има партньори нагоре и надолу по бреговете на Северна и Южна Америка и в Тихия океан, включително Смитсонски станции в Мериленд, Флорида, Белиз и Панама, Хавайския университет в Маноа, Център Ромбург-Тибурон в залива Сан Франциско и Хакай Институт в Британска Колумбия, с планове да се разшири до университети в Тасмания, Хонконг и Сингапур.

Всяко от тези места представя нова възможност за събиране на координирани данни за налягането на хищници с помощта на калмари, както и възможността за локална мрежа, достигайки до общността за активно участие. MarineGEO е ръководил много групи за разполагането на калмари - от програмата „Три морета“, образователна програма, която обучава следващото поколение морски учени, до ученик в средното училище, спечелил научния панаир на своето училище, използвайки калмари за сравняване на налягането на хищничество в местните морски местообитания.

Докато чакаме да мине часът, плуваме около краищата на сайта, като си правим бележки. Тогава виждам какво прави песните в пясъка: conch. Тези комично изглеждащи мекотели са общи за Карибите. Очите им изскачат на стъбла от вътре в големи, розови, красиви черупки и те се движат по една „стъпка“ в даден момент с повдигане и флоп, оставяйки следи зад пясъка. С такива неудобни и бавни движения съм изумен от това колко далеч пътуват.

Става ясно, че този лунен пейзаж всъщност залива с живот.

Докато по-голямата част от морското биоразнообразие в този регион е ограничена до кораловите рифове, различните местообитания на региона са свързани. Рифовете, пясъчните петна, ливадите с морска трева и мангровите гори са домакини на припокриващи се общности от риби и безгръбначни животни, които се преместват от едно местообитание в друго, в зависимост от фактори като сезонност, цикли на ден и нощ, хранене и размножаване и жизнени етапи.

Често виждаме много повече млади рифови риби от определени видове в и сред защитата, осигурена от корените на мангровите гори, отколкото никъде другаде. Тук на пясъчното дъно виждаме безобразие, мърморене и гоби, които ще бъдат отчетени от визуалното изследване на рибата, което други членове на екипа на MarineGEO ще проведат с изследователи от Университета на Тасмания по проект, наречен Reef Life Survey, който проследява биоразнообразието на рибите в глобален мащаб.

Това е основната причина за пускането на калмари в различни типове местообитания. Всяко местообитание може да има свои собствени модели на хищничество, които могат да варират, например, пясъчна петна и ливада с морска трева, която всъщност географски може да е доста близка.

След като измине час, ние плуваме обратно до нашия сайт за проучване и броим колко калмари са консумирани. Рос плува по линията на калмари, отбелязвайки данните на плоча за гмуркане. Следя отзад и преброявам пет парчета калмари, които липсват от 25. Не е лошо за място, което на пръв поглед изглеждаше като нищо повече от запустял лунен пейзаж, но все още никъде не е толкова активно, колкото местните рифове, където редовно виждаме премахване на всички 25 парчета калмари за един час. Понякога те изчезват, преди да приключим с пускането им.

Този експеримент все още не е приключил Оставяме калмарите отзад, за да извлечем на следващия ден, за да отчитаме нощното хранене от хищни видове. Ще повтаряме тази и съща задача отново и отново през седмицата, както с калмари, така и с растения.

Plantpops са един от тестовете, които MarineGEO разработва, за да направи комплимент експеримента с калмари. Plantpops са въжета с различни видове водни растения, резбовани в нишките му. Докато калмарите се занимават с хищничеството, растенията ще се справят с тревопасните или консумацията на растения от животни. Животните, които се хранят с растения, са основната връзка между фотосинтезата на растенията и по-високите нива на хранителната мрежа. Чрез определяне на скоростта, с която се консумират водните растения, ние научаваме за здравето и функционирането на една екосистема. Подобно на калмарите, планираме да повтаряме тези експерименти за дълъг период от време в сайтове по света. Тези данни ще ни помогнат да документираме нормите на потребление и предпочитанията за водни растения във всяко местообитание в световен мащаб и ще ни позволят да определим промените в здравето на местообитанията.

Чрез определяне на скоростта, с която се консумират водните растения, ние научаваме за здравето и функционирането на една екосистема. (Зах Фолц) Подобно на калмарите, планираме да повтаряме тези експерименти за дълъг период от време в сайтове по света. (Лори М. Пенланд) Проследявайки цялото разнообразие в даден сайт, включително видове като нашия приятел Remora, той поставя данните от калмари в контекст. (Лори М. Пенланд) Напълно подходящо, преди да се изкача и да оставя след себе си познатия ми лунен пейзаж, забелязвам прощално напомняне за морското биоразнообразие - яйчен чувал от лунен охлюв в покой на пясъчното дъно. (Лори М. Пенланд)

Събирането на данните е само началото на предизвикателството. Обединяването на всичко това, така че една последователна карта на хищничество е следващата стъпка за екипа на MarineGEO.

Една от другите основни цели на MarineGEO е да направи всички събрани данни свободно достъпни. Резултатите от всички колекции от калмари в крайна сметка ще бъдат достъпни онлайн, както и цял набор от други данни, включително водни условия и биологични данни от всички участници в MarineGEO.

Докато Рос и аз се връщаме да събираме камерата, нашето ремонти се появява отново и ни следва известно време. Проследявайки цялото разнообразие в даден сайт, включително видове като нашия приятел Remora, той поставя данните от калмари в контекст. Местообитанията са нещо повече от хищници, така че отбелязването кой е там и кога, предоставя по-цялостен поглед върху околната среда и как тя ще реагира на ускоряващата се промяна, която настъпва в крайбрежните райони на нашия океан. Напълно подходящо, преди да се изкача и да оставя след себе си познатия ми лунен пейзаж, забелязвам прощално напомняне за морското биоразнообразие - яйчен чувал от лунен охлюв в покой на пясъчното дъно.

Надяваме се, че ще разгърнем калмари, ще съберем достатъчно данни, за да ни насочим към отговор на много по-голям въпрос, как следващото поколение ще може да се справи с бъдещите условия на нашите крайбрежни океани?

Елегантен инструмент, наречен калмар, който учените искат да пренасочат