Гигантские акулы собираются в большие группы по неожиданной причине

Фото из открытых источников

Ученые использовали виртуальных гигантских акул для исследования загадочных скоплений людей у берегов Ирландии, выявив, как еда и социальное притяжение могут взаимодействовать. Результаты исследования были опубликованы в журнале Individual-based Ecology.

Гигантские акулы в основном живут поодиночке, и каждая из них следует своим собственным миграционным маршрутом. Когда большие группы акул собираются на поверхности моря, обычно это объясняется тем, что они обнаружили богатый скопление мелких дрейфующих животных, которыми они питаются.

Еда может быть лишь частью ответа. В новой компьютерной симуляции гигантские акулы образовывали группы, наиболее точно имитирующие реальные скопления людей, когда искали пищу и друг друга. Исследователи интерпретировали это как признак того, что собрания возникают из-за сочетания еды и социального влияния, а не только из-за еды или случайности.

Руководителем работы была Челси Грей из Ирландской группы по изучению гигантских акул. Она также связана с кафедрой наук об окружающей среде и политики Университета Джорджа Мейсона в Вирджинии.

Каждая акула в исследовании представляет собой набор правил внутри компьютера. Команда называет эту работу экспериментальным подтверждением концепции, первой проверкой того, может ли подобная симуляция имитировать поведение гигантских акул.

Гигантские акулы — вторые по величине из ныне живущих рыб, и они занесены в список видов, находящихся под угрозой исчезновения во всем мире. Они часто кормятся прямо у поверхности прибрежных вод Северной Атлантики, где подвергаются наибольшему риску со стороны лодок и рыболовных снастей.

Скопления гигантских акул варьируются от пар до больших групп, насчитывающих сотни особей. Эти группы часто формируются в пиковый сезон для лодок, что повышает риск столкновений с судами. Цель этих скоплений до сих пор неизвестна. Ученые предполагают, что это кормление, ухаживание или и то, и другое, а некоторые акулы в этих группах плавают по кругу или бок о бок, а не кормятся.

Место спаривания и рождения детенышей у гигантских акул также остается загадкой. В Северной Атлантике была зафиксирована лишь одна беременная самка, пойманная в 1943 году. В 2022 году, отчасти из-за этих скоплений, Ирландия внесла гигантских акул в список видов, подпадающих под действие Закона об охране дикой природы. Закон запрещает беспокоить их во время кормления и размножения.

Наблюдать за этими скоплениями животных напрямую сложно, поскольку это зависит от обнаружения неуловимого существа. Поэтому команда Грея создала 200 виртуальных акул. Каждый из них делал свой собственный выбор один раз за каждый смоделированный день, в течение всего сезона с апреля по октябрь с 1982 по 2018 год.

В моделировании такой тип симуляции называется индивидуально-ориентированной моделью, или IBM, и до этого никто не использовал её для гигантских акул. «Самое главное, это показывает, что IBM может реалистично воспроизводить поведение гигантской акулы», — сказал Грей.

Команда создала модель территории площадью более 10,5 тысяч квадратных километров вокруг полуострова Инишоуэн в графстве Донегол, разделив её на квадраты шириной около 1 километр. Акулы держались у поверхности, откуда и поступают сообщения о их наблюдении.

Виртуальная акула могла обнаруживать пищу на расстоянии около 10 километров, а другие акулы — вдвое дальше. Если она две недели оставалась без достаточного количества пищи, она покидала модель и возвращалась через 20 дней.

Настоящие гигантские акулы покидают ирландские воды и возвращаются позже в течение сезона, и это правило имитирует данную ситуацию. 

В более ранних исследованиях добыча акул оценивалась по зеленому пигменту в растительном планктоне, и эти оценки не всегда совпадали с данными наблюдений за акулами. Команда Грея смоделировала зоопланктон напрямую, используя данные непрерывного мониторинга планктона, полученные с помощью прибора Continuous Plankton Recorder Survey, которые модель распределила по участкам.

Команда провела четыре варианта модели. В одном случае акулы искали только пищу. В другом — они искали только других акул, направляясь к любому квадрату, на котором находилось не менее пяти акул. В третьей версии эти два варианта были объединены, причём сначала предлагалась еда. В четвёртой же в качестве проверки случайным образом плавали акулы.

Каждая версия запускалась 50 раз. Команда сравнила результаты с реальными наблюдениями, собранными Ирландской группой по изучению китов и дельфинов, а также собственной группой Грея.

Любой, кто видел акулу, мог отправить сообщение, от рыбаков в море до туристов на суше. В период с 1982 по 2018 год обе группы зафиксировали 2136 случаев наблюдения акул в окрестностях Ирландии, причем в 45% случаев присутствовали две или более акул.

Только в районе Инишоуэна было зафиксировано 458 случаев наблюдения, причем примерно столько же приходилось на группы. Остров Инишоуэн — это место, где обитает множество акул и скатов, и часть его побережья признана на международном уровне важной зоной обитания этих животных.

Для обеспечения объективности сравнения модель также имитировала случайные наблюдения. Каждый смоделированный день она проверяла 20 случайных квадратов и регистрировала каждую обнаруженную там акулу.

Виртуальные акулы, которые следовали друг за другом или плавали случайным образом, почти никогда не образовывали группы более чем из двух особей. Поскольку в воде не было ничего, что привлекало бы множество акул к одному и тому же месту, они продолжали двигаться в сторону тех, кто находился поблизости.

У акул, питавшихся исключительно пищей, была противоположная проблема. Они образовывали гораздо больше групп, чем объединенная группа, и более крупные группы, чем было зафиксировано в ходе наблюдений. Количество групп также колебалось в устойчивом сезонном ритме.

Реальные наблюдения тоже зависят от времени года, но неравномерно. Виртуальные акулы, которые искали и пищу, и компанию, собирались таким же нерегулярным образом. Они также оказались ближе всего к местам наблюдений, как по количеству групп, формировавшихся каждый месяц, так и по численности этих групп.

Результат не был идеальным. В модели средний размер группы увеличивался несколько позже, чем это наблюдалось в реальных данных. Сравнивая различные версии, авторы пришли к выводу, что в модели количество групп определялось наличием определенных продуктов питания.

Привлекательность других акул влияла на размер этих групп. Как они писали, одной лишь социальной привлекательности недостаточно, чтобы объяснить скопления людей, о которых сообщают исследователи.

В ходе первых испытаний модель точнее соответствовала наблюдениям, когда зоопланктон присутствовал менее чем в 20% ее квадратов. Когда половина или более квадратов содержали еду, варианты только с едой и комбинированные варианты вели себя практически одинаково.

Авторы предположили, что на побережье Инишоуэна кормовая база может быть особенно неравномерной, и что такая неравномерность увеличивает вероятность скоплений добычи. В море, где пища разбросана, группа акул может служить сигналом о том, что пища находится поблизости.

Виртуальные акулы могли обнаруживать друг друга на большем расстоянии, чем обнаруживали пищу, поэтому скопление акул можно было заметить еще до того, как оно привлекло бы добычу.

Более ранние исследования показали, что выпрыгивание из воды, то есть прыжок над поверхностью, может позволять гигантским акулам подавать друг другу сигналы на больших расстояниях.

Акулы способны улавливать звуки на гораздо большем расстоянии, чем запахи. Авторы написали, что их результаты могут подтвердить идею о том, что звук имеет значение, будь то как признак добычи или как социальный сигнал.

В таком случае подводный шум от деятельности человека может влиять на то, как гигантские акулы ориентируются в пространстве и находят пищу или партнеров для размножения, подобно тому, как это происходит с морскими млекопитающими.

У команды Грея не было локальных данных о местах скопления зоопланктона вокруг острова Инишоуэн, и модель ежедневно случайным образом рассеивала свою добычу. В течение 79% исследованных дней в ходе планктонного обследования не было получено ни одной пробы.

Команда заполнила эти пробелы оценками, которые, как признали авторы, не совсем точно соответствовали реальным выборкам. 

Даже когда модель проверяла 20 квадратов в день, смоделированные ею наблюдения не зафиксировали многие группы. Реальные сообщения зависят от общественности, и собственное более раннее исследование Грея в Инишоуэне показало, что большинство людей не знали, что могут сообщить о появлении акулы.

Виртуальные акулы не имеют возраста или пола и никогда не ныряют ниже 10 метров. Реальные гигантские акулы, как было зафиксировано, кормятся на глубине до 900 метров.

Благодаря более точным данным о планктоне, будущая версия может сигнализировать о вероятности больших скоплений, предупреждая владельцев лодок и рыбаков.

«Эта первая итерация закладывает основу, и я вижу огромный потенциал для новых разработок, сотрудничества и экспериментального моделирования», — сказала она. 

Полученные данные позволяют предположить, что гигантские акулы собираются вместе не только для совместной трапезы. Их взаимное притяжение может помочь объяснить, почему в определенных прибрежных водах образуются большие группы.

Хотя результаты получены в ходе компьютерного моделирования, они открывают многообещающий новый путь для понимания этих загадочных собраний. Благодаря более точным данным, будущие модели смогут помочь предсказывать места скопления акул и снизить риск столкновений с лодками.