Океан раскрыл тайный пограничный режим: глубины выдали секрет, скрытый под водой столетие

Глубины океана далеки от того, чтобы быть хаотичным водным пространством: невидимые границы, создаваемые изменениями температуры, течениями и солёностью, часто формируют естественные "районы" для морских существ. Поэтому когда животное оказывается далеко за пределами привычной среды, это становится сигналом о скрытых процессах в морских экосистемах. Новое наблюдение за глубоководными медузами рода Botrynema демонстрирует именно такую ситуацию. Об этом сообщает Earth.

Фото: Designed by Freepik by freepik, https://creativecommons.org/public-domain/pdm/

Медуза

Как одно открытие меняет представление о границах в океане

Учёные Университета Западной Австралии обнаружили медузу Botrynema, обычно обитающую в ледяных водах Арктики, на значительном удалении от её привычного ареала — в тёмных субтропических глубинах у побережья Флориды. Это наблюдение позволило переоценить прежние представления о распространении вида и указало на существование скрытого биогеографического барьера в Северной Атлантике.

Большинство медуз проходят две стадии развития — прикреплённую полипную и свободноплавающую форму. Однако Trachymedusae, к которым относятся Botrynema, лишены стадии полипа и всю жизнь дрейфуют в толще воды. Это делает их особенно чувствительными к океанским течениям и структуре слоёв воды.

На протяжении примерно ста лет исследователи считали, что Botrynema brucei — единственный вид, включающий несколько форм, а северный подвид B. ellinorae в основном встречается в арктических водах. Позднее стало очевидно, что в пределах этого подвида существуют два морфотипа: один с небольшим бугорком на вершине купола, а другой — без него. Долгое время эти формы считали разными видами, затем — вариациями одного подвида, встречающимися бок о бок в Арктике.

Как учёные отслеживали путь медуз

Современное исследование поставило перед собой сразу несколько задач: определить реальное распространение Botrynema по океанам, выяснить, насколько генетически различаются два морфотипа, и понять, почему арктическая медуза оказалась так далеко к югу.

Для этого команда использовала комплексный подход. Учёные проанализировали генетические данные, сравнили морфологические особенности и восстановили карту находок, опираясь на международные базы данных и научные публикации за последние сто лет. Из глобального массива данных исследователи убрали ошибочные записи, оставив только достоверные точки.

На севере материал собрали во время арктических экспедиций: десятки медуз были пойманы планктонными сетями, сфотографированы и сохранены для дальнейшего анализа. Это позволило увидеть разнообразие форм в реальных условиях и определить, как часто встречается каждый морфотип в холодных водах.

Во время глубоководной экспедиции у побережья Флориды дистанционный аппарат зафиксировал медузу на глубине около километра. Пале-розовое существо с характерным бугорком двигалось в толще почти полной темноты. Учёные смогли не только снять поведение медузы на видео, но и получить её физический образец.

Результат генетического анализа оказался неожиданным: южная медуза оказалась почти идентична арктическим экземплярам и вошла в ту же генетическую группу. Она не была новым тёпловодным видом — это был представитель арктического подвида.

Что значит "невидимый барьер" в океане

Когда исследователи сопоставили данные о распределении двух морфотипов, обнаружилось важное различие. Медузы с бугорком встречаются в различных частях мирового океана, включая умеренные и субтропические воды. А вот гладкая форма без бугорка ограничена исключительно арктическими и субарктическими районами, включая Североатлантический дрейф — узкую зону, в которой сходятся сложные течения.

Отсутствие записей бесшиповой формы южнее этой области указывает на то, что её ареал гораздо строже, чем у бугорчатых экземпляров. Стало ясно, что речь идёт о своеобразном переходном слое, где изменяются условия среды.

Учёные считают, что северные Botrynema попадают на юг, дрейфуя в составе глубоководного западного пограничного течения - участка глобального океанического транспортного потока. Холодная вода, погружающаяся у берегов Гренландии, движется на юг на больших глубинах, и вместе с ней могут перемещаться глубоководные организмы.

Однако преодолеть это течение могут не все.

"Это может привести к тому, что особи без нароста будут обитать только на севере, в то время как особи с наростом будут свободно перемещаться дальше на юг. Возможно, нарост даёт селективное преимущество в борьбе с хищниками за пределами арктических и субарктических регионов", — объяснил ведущий автор исследования доктор Хавьер Монтенегро.

Таким образом, "барьер" не является физической преградой — это сочетание факторов, меняющихся на определённой широте: температуры, доступности пищи и давления хищников. Именно эти условия определяют, какая форма сможет выжить южнее, а какая — нет.

Сравнение двух морфотипов Botrynema

При рассмотрении двух биологических форм Botrynema выделяются несколько особенностей. Морфотип с бугорком встречается шире, что говорит о большей экологической пластичности. Гладкая форма строго привязана к северным холодным водам. Генетические различия между ними минимальны, но их ареалы и способность пересекать океанские зоны различаются существенно.

Плюсы и минусы распространённых стратегий изучения ареалов морских видов

Исследователи морской биогеографии используют различные подходы, чтобы выявлять скрытые закономерности. Каждый из них имеет свои достоинства.

Плюсы:

• использование генетических данных повышает точность выводов;
• анализ многолетних наблюдений помогает выявлять устойчивые тенденции;
• сочетание морфологии и ДНК позволяет отличать морфотипы без ошибки;
• глобальные базы данных расширяют географию исследований.

Минусы:

• возможны ошибки в старых архивах;
• недостаток наблюдений в труднодоступных зонах;
• сложность интерпретации переходных областей;
• зависимость от качества сохранённых образцов.

Популярные вопросы о глубоководных медузах Botrynema

1. Почему медуза оказалась так далеко от Арктики?
   Скорее всего, её занесло глубоководным течением, а не собственным движением.

2. Отличаются ли два морфотипа генетически?
   Различия минимальны, но экологически они ведут себя по-разному.

3. Что такое "мягкий биогеографический барьер"?
   Это зона, где резко меняются условия среды, и только часть популяции способна преодолеть такие изменения.