Черепахи картографируют водоросли лучше, чем спутники

Луга морской травы — это пышные убежища на морском дне, которые дают убежище рыбам и ракообразным, улучшают качество воды и укрепляют морское дно. Однако обнаружение жизненно важных и относительно редких участков подводной зелени может быть сложным. Но, как и подводные ищейки, морские черепахи, которые питаются морской травой, могут привести исследователей к лугам гораздо надежнее, чем спутниковые снимки, обнаружила группа морских экологов.

«Я определенно вижу, как люди пытаются это сделать в разных местах», — говорит Дженнифер Дейкстра, морской эколог из Университета Нью-Гемпшира, которая не участвовала в исследовании. Она называет метод, о котором сегодня сообщается в Proceedings of the Royal Society B, «новым и уникальным».

Морская трава не только поддерживает существование множества морских животных, она также поглощает углекислый газ и почти постоянно закапывает огромное количество углерода, известного как синий углерод. Согласно одному исследованию, участки морской травы ежегодно закапывают около 10% углерода в океане, несмотря на то, что занимают всего 0,2% его площади . Но, как и другие водные экосистемы, луга морской травы все больше подвергаются угрозе из-за развития прибрежных зон, сельскохозяйственных стоков и рыболовных судов, протягивающих траловые сети по морскому дну. «Знание того, где находятся эти ресурсы, помогает нам защищать их и поддерживать услуги, которые они предоставляют», — говорит Хьюго Манн, морской эколог из Университета науки и технологий имени короля Абдаллы (KAUST).

Ученые давно картировали важные места обитания на суше с помощью спутников и дистанционного зондирования. Но когда дело доходит до подводных мест обитания, возникает несколько проблем. Свет едва проникает на несколько метров ниже поверхности, поэтому спутники не могут видеть более глубокие участки морской травы. Аэроснимки также с трудом различают морскую траву и другие зеленые подводные капли, такие как макроводоросли. И большая часть морской травы встречается в тропических водах, которые содержат большое количество карбоната, соединения в раковинах кораллов и мидий. Карбонат рассеивает свет и скрывает морскую траву.

Итак, Манн; Карлос Дуарте, морской эколог и советник Манна в KAUST; и коллеги обратились к другой идее картирования морской травы: отслеживанию животных, которые ищут ее естественным образом. Идея не нова: на Багамах в 2022 году Дуарте помог отследить тигровых акул, чтобы обнаружить крупнейший в мире участок морской травы. Однако зеленые черепахи (Chelonia mydas) имеют несколько преимуществ перед тигровыми акулами: они перемещаются по обширным территориям, почти исключительно питаются морской травой и могут быть относительно легко помечены спутниковыми передатчиками, когда они выходят на берег для гнездования. Манн решил изучать Красное море, потому что существует мало данных о его морской траве — результат экономических и социальных проблем в приграничных странах.

Манн и его коллеги пометили 53 зеленые черепахи на четырех пляжах Красного моря в Саудовской Аравии, дождавшись, пока черепахи закончат гнездиться, чтобы не мешать их размножению. После того, как животные уплывали, метки передавали их координаты на спутники каждый раз, когда они всплывали, чтобы подышать. Исследователи отслеживали перемещение каждой черепахи в течение года. Когда путь черепахи пересекался сам с собой несколько раз в одном и том же месте, ученые предполагали, что в этом месте находится луг морской травы.

В общей сложности черепахи отметили 34 участка морской травы, которые никогда ранее не регистрировались. Треть из них были глубже 8 метров, ниже глубины, видимой на большинстве спутниковых снимков. Чтобы проверить эти результаты, исследователи отправились на лодке в 22 из выявленных мест. Хотя некоторые из них были частью одного и того же большого участка морской травы, исследователи подтвердили наличие морской травы в каждом месте, которое они осмотрели, в общей сложности 14 отдельных участков. Затем они отправились в 30 участков морской травы, определенных с помощью карты на основе дистанционного зондирования под названием Allen Coral Atlas, и обнаружили, что только 40% из них имели морскую траву, что делает черепах более точным инструментом для картирования морской травы, чем спутниковые снимки.

Исследователи также взяли керны осадка на каждом участке морской травы, обнаруженном черепахами, который они посетили, чтобы оценить, сколько углерода они хранят. Они подсчитали в общей сложности максимум 4 тераграмма, примерно столько же углерода, сколько выбрасывают 900 000 легковых автомобилей в год.

Хотя черепахи преуспели в этом тесте, они, вероятно, не защищены от ошибок, отмечает Джеймс Фуркурен, морской эколог и специалист по морским водорослям из Международного университета Флориды, который не принимал участия в исследовании. Зеленые черепахи могут избегать некоторых участков с плотной морской травой, если в этом районе скрываются хищники, такие как акулы, как Фуркурен наблюдал в заливе Шарк в Западной Австралии. И некоторые зеленые черепахи могут не есть морскую траву, вместо этого потребляя макроводоросли, говорит он. Метод «не идеален, но это отличный способ получить предварительную карту, [а затем] выйти и проверить, что там на самом деле».

Фуркуриан также считает, что этот метод может улучшить усилия по сохранению зеленых черепах. Если ученые знают наиболее посещаемые места обитания животных, они могут в первую очередь отметить их как охраняемые территории. Дейкстра, который специализируется на использовании дистанционного зондирования для картирования морских экосистем, считает, что данные о черепахах можно даже использовать для обучения алгоритмов искусственного интеллекта для лучшего определения мест обитания морских водорослей на спутниковых снимках.

Цель Манна — расширить масштабы отслеживания черепах за пределами береговых линий, где начинаются исследования. «Надеюсь, если мы пометим черепах где-нибудь в мире, то они смогут показать нам места кормления в совершенно другом месте», — говорит он, добавляя, что эта технология может пригодиться странам, где недостаточно ресурсов для специальных исследований морских водорослей. Опора на черепах — «действительно важный способ добиться прогресса в деле сохранения этих очень важных ресурсов».