Зоопланктон, такой как криль и веслоногие раки, является основным источником энергии для многих крупных морских животных. Большие хищники должны потреблять большое количество этих крошечных существ, чтобы обеспечить достаточно энергии для питания своих огромных тел. Как они находят пищу, до сих пор не совсем понятно.
Криль питается фитопланктоном, который производит и удерживает в своем теле водорастворимые соединения, чтобы справиться с осмотическим давлением.
Это важно для выживания в морской воде. Одним из этих соединений является диметилсульфониопропионат (ДМСП). DMSP содержит элементы серы и является цвиттерионным, что означает, что он имеет как положительный, так и отрицательный заряд, как аминокислота. Он расщепляется бактериями на DMS, компонент знакомых ароматов, связанных с океаническим воздухом или сушеными водорослями.
ДМСП, хранящийся в фитопланктоне, попадает в морскую воду, когда зоопланктон пасется на фитопланктоне, что, как предполагается, приводит к более высоким концентрациям ДМС в плотных зонах зоопланктона. Считается, что морские хищники могут использовать концентрацию DMS для обнаружения источников пищи.
Хотя привлекательность искусственно выпущенного DMS была продемонстрирована у некоторых хищных видов, остается неизвестным, используются ли естественные градиенты DMS хищниками и служат ли они полезным сигналом для поиска пищи.
Чтобы исследовать это явление, международная группа исследователей из Университета Кумамото и Океанографического института Вудс-Холла разработала новый инструмент для непрерывного и автоматического анализа концентрации DMS в морской воде и атмосфере. Затем вместе с исследователем из Университета Стоуни-Брук они использовали это устройство для проведения в июне 2019 года исследования у побережья Кейп-Код, штат Массачусетс, летнего места нагула многих видов усатых китов. Исследователи провели химические измерения, зарегистрировали зоопланктон и биомассу рыб, а также местонахождение китов на серии разрезов на поверхности океана.
Их работа показала, что, как и предполагалось, выпас зоопланктона на фитопланктоне, по-видимому, приводит к более высоким локальным концентрациям DMS по сравнению с окружающими территориями. Напротив, не было обнаружено никакой связи между биомассой рыб и концентрацией ДМС. Моделирование, основанное на их измерениях, показывает, что если крупные морские хищники, такие как киты, смогут обнаруживать градиент концентрации DMS, последующее увеличение концентрации DMS позволит им достичь более плотных зон нагула зоопланктона, чем если бы они плавали беспорядочно.
«Мы планируем расширить этот исследовательский проект в будущем, чтобы изучить взаимосвязь между DMS и хищниками путем измерения концентрации химического вещества наряду с траекториями движения морских хищников», – сказал профессор Кей Тода, руководивший химическими измерениями. «Мы также планируем изучить другие химические вещества-аттрактанты и изучить их связь с поведением морских хищников, таких как киты, морские птицы и пингвины.
В феврале 2020 года в Антарктиде было проведено пилотное исследование по мечению горбатых китов для изучения их перемещений в отношении DMS, но все еще есть некоторые вопросы, которые необходимо решить, чтобы установить связь между химическими веществами и хищниками. Мы надеемся, что в ближайшее время у нас будет несколько интересных открытий."