Черепахи совершают невероятное путешествие благодаря скрытому «коридору» через Тихий океан

Морские черепахи северной части Тихого океана вида Логгерхед (Caretta caretta) вылупляются на берегах Японии и проводят большую часть времени в открытом Тихом океане, но иногда загадочным образом появляются в Мексике, в 14500 км от своего первоначального места гнездования.

Это невероятное путешествие требует от них пройти через потенциально смертоносные, холодные воды, которые должны быть для них негостеприимными, поскольку логгерхеды, чтобы поддерживать температуру своего тела, полагаются на тепло окружающей среды. Теперь у ученых есть ключ к разгадке того, как черепахи переживают эту эпическую миграцию.

«Эта загадка существовала на протяжении десятилетий, и никто не знал, как ее объяснить,» – сказал старший автор Ларри Краудер, профессор морской экологии и охраны окружающей среды на Морской станции Хопкинса Стэнфордского университета и старший научный сотрудник Stanford Woods Institute for the Environment.

Вдоль североамериканского побережья Тихого океана сезонные ветры с севера периодически спускаются по береговой линии, выталкивая теплые поверхностные воды в океан. Затем холодная вода из глубин океана поднимается вверх, чтобы заменить эту теплую воду, увлекая с собой изобилие питательных веществ. По словам Краудера, тропические животные, в том числе логгерхеды, редко заходят в эти холодные воды из открытого Тихого океана. Чарльз Дарвин даже назвал этот регион «непроходимым» для теплолюбивых существ, добавил он.

Но согласно новому исследованию, опубликованному 8 апреля в журнале Frontiers in Marine Science, у логгерхедов может быть мимолетная возможность достичь побережья Мексики во время Эль-Ниньо, климатического цикла, который смещает теплые воды в западной тропической части Тихого океана на восток вдоль экватора (1).

«Чтобы черепахи могли попасть в Мексику, нужно открыть “теплые двери”,» – сказал Краудер. Авторы исследования называют эту временную дверь «тепловым коридором» – естественным проходом с теплой водой. «Во время Эль-Ниньо у черепах есть шанс перехода.»

Это исследование не только проливает свет на давнюю тайну, но и может предоставить важную информацию для защиты логгерхедов, которые Международный союз охраны природы (МСОП) считает «уязвимыми». По словам Краудера, усилия по сохранению могут потребовать адаптации, поскольку черепахи реагируют на потепление воды, вызванное изменением климата (2).

«С изменением климата происходит повышение температуры поверхности моря и более длительные периоды теплой воды в Тихом океане,» – сказала Кэролайн Курл, доцент биологических наук Калифорнийского университета в Сан-Диего, которая не принимала участия в исследовании.

Если гипотеза о тепловом коридоре верна, со временем на побережье Северной Америки может мигрировать больше молодых логгерхедов, сказала Курл. По ее словам, это может быть полезно для молодых черепах, поскольку обилие питательных веществ в этих прибрежных водах увеличивает запасы пищи для черепах. «Но было бы ужасно», если бы больше молодых черепах случайно попали в ловушки рыболовных сетей вдоль побережья, тем более что у этих черепах не было бы шанса вернуться в Японию и спариться, – сказала Курл.

Тайна на десятилетия

Логгерхедов можно найти по всему миру, в основном в субтропических и умеренных водах, и, по данным Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA), они разделены на девять субпопуляций, включая субпопуляцию северной части Тихого океана. Ученые впервые поняли, что логгерхеды из северной части Тихого океана мигрируют между Мексикой и Японией, когда Аделита, самка черепахи, была освобождена из неволи в Нижней Калифорнии в 1996 году и немедленно устремилась в Восточную Азию, сказал Краудер (3).

Согласно PBS, морской биолог Уоллес Николс прикрепил к Аделите спутниковую метку, чтобы он мог отслеживать все ее путешествие в Японию. Краудер и его соавторы использовали аналогичные данные отслеживания для своего нового исследования, и отслеживали данные о 231 молодом логгерхеде, чьи миграционные паттерны изучались в течение 15 лет (4).

Около 97% этих логгерхедов остались в открытом океане и не рискнули направиться к североамериканскому побережью. Фактически, когда эти черепахи подошли к краю прибрежной экосистемы, они сразу же развернулись. Дана Бриско, научный сотрудник лаборатории Краудера в то время, обнаружила, что время поворота, по-видимому, определяется магнитным полем Земли, которое черепахи могут ощущать и использовать для навигации по океану. Предположительно, эта способность помогает им избегать холодной воды, сказал Краудер (5).

Однако Бриско заметила, что не все черепахи повернулись в типичную точку – шесть из 231 черепах просто продолжили свой веселый путь и поплыли прямо в прибрежные воды, войдя в район, известный как Большая морская экосистема Калифорнийского течения (CCLME). Команда внимательно изучила эти шесть черепах и обнаружила, что каждая из них совершила свое путешествие весной, и, основываясь на данных, собранных с удаленных датчиков, эти блуждающие черепахи «испытали необычно теплые условия» по сравнению со своими собратьями.

«А те двое, которые подошли ближе всего к Баие, испытали самые теплые водные условия,» – сказал Краудер. Увидев эту связь с теплой водой, команда разработала гипотезу теплового коридора.

Но поскольку только шесть черепах из 231 – примерно 3% – вошли в CCLME, команде потребовалось больше данных для подтверждения своей идеи. Поэтому они объединились с Каландрой Тернер Томашевич, ученым из Южно-западного научного центра рыболовства NOAA, группа которой изучала кости черепах, которые застряли в Мексике и умерли на берегу.

Кости морских черепах содержат годичные кольца роста, похожие на деревья. Каждый год вокруг кости вырастает новое кольцо, в то время как одно кольцо разрушается в центре кости. По словам Краудера, плечевая кость черепахи, тип кости ноги, имеет от шести до восьми колец роста в любой момент времени.

Эти кольца роста содержат подсказки о том, что ела черепаха в конкретный год, в виде стабильных изотопов, которые представляют собой химические элементы с разным количеством нейтронов. Если ученый знает, когда черепаха умерла, он может использовать эти химические подсказки, чтобы определить, что черепаха ела на протяжении всей своей жизни, и, следовательно, где эта черепаха, вероятно, находилась.

«И соотношение стабильных изотопов в продуктах питания открытого океана, таких как медузы, резко отличается от содержания в крабах,» – сказал Краудер. Таким образом, команда определила, когда данная черепаха совершила прыжок из открытых вод в прибрежные. Затем они посмотрели температуру воды в том году.

Тернер Томашевич и ее коллеги проанализировали годовые кольца 33 логгерхедов в Мексике и обнаружили, что более 60% черепах попали в прибрежные районы в год с теплыми океанскими условиями. Группировка черепах по годам показала, что в теплые годы в Мексику прибыло гораздо больше черепах, чем в прохладные.

«Анализ слоя роста костей абсолютно укрепил их гипотезу о тепловом коридоре,» поддерживая идею о том, что эти временные проходы теплой воды помогают большему количеству черепах достигать побережья Северной Америки, сказала Курл.

По словам Краудера, эта гипотеза может также объяснить, почему логгерхеды из Японии появились в заливе Сан-Диего в 2016 году, в год Эль-Ниньо. По данным газеты San Diego Union-Tribune, черепахи редко появляются в южной Калифорнии, и даже тогда они обычно не появляются большими группами, как в тот год. Это странное событие заставило некоторых ученых задуматься, не могут ли логгерхеды чаще перемещаться в Сан-Диего в связи с изменением климата (6).

Конечно, гипотеза теплового коридора остается всего лишь гипотезой. По словам Курл, в идеале команда могла бы пометить больше логгерхедов, отследить их перемещения и увидеть, сколько из них мигрирует в Мексику в годы Эль-Ниньо по сравнению с прохладными годами Ла-Нинья. Однако, учитывая, что в CCLME попадает так мало черепах, эти усилия, вероятно, будут дорогостоящими и непрактичными, сказал Краудер. Вместо этого он сказал, что надеется провести экспериментальное исследование с несколькими десятками черепах, где две группы логгерхедов будут выпущены в открытый океан недалеко от границы CCLME, одну в год Эль-Ниньо и одну в год Ла-Нинья.

Но на данный момент, даже с его ограниченными данными, текущее исследование «поможет тем, кто стремится понять этот уязвимый вид и управлять им, в ходе одной из самых длительных миграций в животном мире,» – сказала Курл.

Источник