Новое исследование, возглавляемое Карлой Фрейтас из Норвежского института морских исследований, подтверждает давние подозрения биологов: крупные киты не просто поглощают морские богатства, но и активно удобряют океан. Их моча и экскременты могут повышать продуктивность фитопланктона в Северных морях и Баренцевом море до 10% в разгар лета, именно тогда, когда поверхностные слои воды испытывают дефицит питательных веществ.
Почему это важно для каждого? Фитопланктон – основа всей морской пищевой цепи и один из главных «легких» планеты. Без этих микроскопических водорослей не было бы зоопланктона, рыбы, крупных хищников. И, что не менее важно, значительно меньше кислорода в воздухе, которым мы дышим.
Команда Фрейтас тщательно изучила состав китовых отходов. Анализируя экскременты и мочу малых полосатиков (минки) и финвалов, ученые экстраполировали полученные данные на шесть видов усатых китов, обитающих в Норвежском, Гренландском, Исландском и Баренцевом морях. Результаты показали очень специфический состав. Моча, в основном, содержит азот, в то время как экскременты концентрируют фосфор и такие важные микроэлементы, как железо, цинк, медь и марганец. Все эти компоненты жизненно необходимы фитопланктону для роста и быстро исчерпываются на поверхности воды летом, когда солнечный свет активирует фотосинтез. Как поясняет Фрейтас, китовая моча – это не только важный источник азота, но и источник, где он содержится в форме, немедленно доступной для фитопланктона.
Имея на руках химические данные, ученые использовали экосистемную модель для симуляции того, что произойдет с учетом и без учета вклада китов в круговорот питательных веществ. Сравнение было наглядным. В августе, в океанических зонах, удаленных от побережья, присутствие этих китообразных может увеличить первичную продукцию до 10% и аналогично повысить биомассу зоопланктона. В среднем за год эффект более скромен – около 0,6% по всей исследуемой области, но в конкретных бассейнах Норвежского моря и на севере Баренцева моря он достигает 2–4,5%.
Если рассмотреть цифры вблизи, они впечатляют. Согласно научному отчету, малый полосатик, питающийся в этих водах, ежедневно выделяет около 8 килограммов сухого фекального вещества и примерно 101 литр мочи. У более крупных китов, например финвалов, эти значения увеличиваются в несколько раз. В более широком масштабе картина меняется. Общая популяция усатых китов, проводящих лето в Северных морях и Баренцевом море, перерабатывает более 815 тонн азота и около 325 тонн фосфора ежедневно в течение сезона нагула. Это настоящий «питательный лифт», который поднимает вещества из глубоких вод к освещенному солнцем слою, где фитопланктон может их использовать.
На практике, что означает эти дополнительные 10% продукции планктона летом? Во-первых, это больше пищи для зоопланктона – тех мелких организмов, которые питаются микроводорослями и, в свою очередь, служат кормом для рыб, таких как сельдь или треска. Модель показывает увеличение биомассы мезозоопланктона в некоторых зонах до 10%, что укрепляет основу всей трофической сети. Существует также климатический эффект. Каждый раз, когда фитопланктон растет, он поглощает растворенный углекислый газ и превращает его в органическое вещество. Часть этого углерода хранится годами в глубоком океане, когда частицы и остатки оседают. Новая работа подчеркивает, что киты играют ключевую роль в этом процессе, хотя их вклад далеко не достаточен для компенсации антропогенных выбросов CO₂. Авторы напоминают, что глобальное воздействие остается ограниченным, и основная проблема климата кроется в заводских трубах и выхлопных трубах, а не в море.
Несмотря на прочность модели, сами исследователи признают, что остаются разумные вопросы. Не все питательные вещества, выбрасываемые китами, растворяются одинаково быстро и на одинаковой глубине. Часть может опуститься на дно, прежде чем будет использована. Кроме того, соотношение азота, фосфора и железа меняется в зависимости от рациона и вида, что может благоприятствовать одним типам фитопланктона больше, чем другим. Команда указывает на необходимость получения дополнительных данных о точных перемещениях китов, о том, как их экскременты распадаются в воде, а также о вкладе других крупных морских позвоночных для уточнения расчетов.
Однако ясно одно: защита китов имеет двойной эффект. С одной стороны, мы спасаем харизматичных животных, которые были на грани исчезновения из-за промышленной охоты. С другой – мы укрепляем естественный процесс, который помогает поддерживать продуктивность некоторых из наиболее чувствительных к изменению климата морей. Во многом заботиться о китах – значит заботиться и о «невидимом саде» океана. Полное научное исследование «Влияние усатых китов на первичную продукцию океана в пространстве и времени» было опубликовано в журнале *Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)*.
