Життя в глибокому океані часто розподіляється на приховані зони, сформовані температурою, солоністю та рухом води. Багато тварин, як-от медузи Botrynema, залишаються в дуже вузькому діапазоні умов — майже як у стабільній «батьківщині». Коли морський вид з’являється далеко за межами своєї звичної зони, це викликає запитання і щодо самої тварини, і щодо стану океану.
Нове дослідження морських науковців з Університету Західної Австралії (UWA) свідчить, що спосіб, у який глибоководні медузи роду Botrynema розподіляються океаном, може вказувати на раніше невідомий біогеографічний бар’єр у Північній Атлантиці. У цьому випадку команда виявила медузу Botrynema, яка зазвичай мешкає в крижаних арктичних водах, далеко на півдні — у темних субтропічних водах біля Флориди.
На основі цього відкриття дослідники переосмислили класифікацію цього виду та те, як приховані «бар’єри» в океані впливають на його здатність виживати.
Медузи Botrynema — мандрівні дрейфери
Більшість медуз переходять між двома основними стадіями: рухливою медузою у формі дзвону та прикріпленою поліпною стадією, що кріпиться до каміння чи інших поверхонь. Група, яку вивчали дослідники — Trachymedusae — пропускає другу стадію. Ці медузи все життя проводять у вільному дрейфі, без прикріпленого поліпа.
У межах цієї групи команда зосередилася на медузах роду Botrynema, особливо на підвиді Botrynema brucei ellinorae. Близько століття вважалося, що Botrynema brucei — поширений вид, який мешкає в обох полярних регіонах і глибоких водах багатьох океанів, а Botrynema ellinorae — північний підвид.
З часом дослідники помітили два морфотипи: один із невеликим горбком на верхівці дзвона (апікальним вузлом) і один із гладкою верхівкою без вузла. Спочатку ці два типи вважали окремими видами, але пізніші спостереження в Арктиці та субарктиці показали, що обидві форми зустрічаються в межах одного підвиду — Botrynema brucei ellinorae.
Карта поширення Botrynema
Дослідження мало відповісти на три пов’язані питання:
- Як справді розподіляється Botrynema у світі?
- Як пов’язані між собою обидва морфотипи генетично?
- Як нібито арктичний підвид опинився в глибоких субтропічних водах біля Флориди?
Для цього науковці використали морфологічні дані, ДНК-аналіз, карти місць знахідок і понад 100 років опублікованих записів. Вони також використали дані глобальних баз біорізноманіття, відкинули помилкові записи та нанесли на карту достовірні знахідки, щоб визначити, у яких середніх водних зонах мешкає Botrynema.
Медузи з північних морів
Дослідникам потрібні були не лише історичні записи, а й нові зразки. Наукова програма в Норвезькій Арктиці виловила десятки медуз Botrynema brucei ellinorae планктонними сітками. Кожну медузу сфотографували для документування наявності або відсутності вузла, а потім зберегли для генетичного аналізу. Це створило сучасну, добре задокументовану вибірку для порівняння.
Оскільки всі зразки були з одного регіону й діапазону глибин, дослідники отримали чітке уявлення про те, як виглядають обидва морфотипи та як часто трапляються в Арктиці.
Блідо-рожевий мандрівник у темряві
Під час глибоководної експедиції на західній Північній Атлантиці дистанційний апарат ROV досліджував морське дно на глибині близько 1000 метрів біля Флориди та зняв медузу, що дрейфувала в темряві.
На відео та завдяки зібраному зразку дослідники побачили, що це була Botrynema. Вона мала характерний апікальний вузол та щитоподібні гонади з блідо-рожевим відтінком. Цей один екземпляр став ключем до перевірки того, чи справді арктичний підвид потрапив так далеко на південь.
Що показала генетика
У лабораторії команда проаналізувала ДНК цієї південної медузи та зразків з Арктики й субарктики. Результат здивував їх. ДНК південної медузи входила до групи Botrynema brucei ellinorae й лише незначно відрізнялася від найпоширенішої арктичної послідовності. Це означає, що південний екземпляр — не окремий тепловодний вид, а фактично арктичний підвид, який якимось чином доплив у субтропічні глибини.
Вузлики, течії й приховані кордони
Глобальний аналіз показав виразну закономірність:
- медузи з вузлом зустрічаються в багатьох океанах і широкому діапазоні широт, включаючи помірні й субтропічні регіони;
- медузи без вузла обмежені Арктичним океаном та прилеглими субарктичними районами Північної Атлантики, особливо зоною Північно-Атлантичної течії.
Поза цією зоною немає достовірних записів медуз без вузла. Це породжує питання: якщо підвид арктичний, як він дістався Флориди — і чому лише у формі з вузлом? Відповідь, ймовірно, у глибоководних течіях.
У Північній Атлантиці холодна щільна вода опускається біля Гренландії та тече на південь у складі океанського «конвеєра», включно з гілкою, що називається Глибинна Західна Прибережна течія. За словами авторів, медузи Botrynema brucei ellinorae можуть дрейфувати в цій течії, подорожуючи на тисячі кілометрів без зміни глибини.
«М’який бар’єр» для медуз
Водночас дослідження показує існування «м’якого бар’єра» в зоні Північно-Атлантичної течії — не стіни, а перехідної області, де змінюються температура, хімія води, доступна їжа та хижаки. Північніше обидва морфотипи співіснують. Південніше — лише форма з вузлом. Дослідники припускають, що вузол може давати невелику перевагу в більш теплих водах, де більше хижаків — можливо, впливаючи на рух медузи чи ускладнюючи хижакам її захоплення.
Бар’єри океану й медузи Botrynema
Урешті ця історія — про невидимий кордон, створений самим океаном. Хоча глибокі течії можуть перенести арктичну медузу на тисячі кілометрів на південь, «м’який бар’єр» Північно-Атлантичної течії визначає, яка форма зможе там вижити.
На північ від цієї зони обидві форми почуваються добре, а на південь — лише форма з вузлом може витримати тепліші, насичені хижаками умови. Відстеживши одного блідо-рожевого мандрівника й порівнявши його генетику з арктичними родичами, дослідники показали, як приховані зміни температури, хімічного складу води та харчових мереж визначають, де життя може — а де не може — існувати.
Повне дослідження опубліковане в журналі Deep Sea Research.