Группа ученых из скандинавских стран обнародовала результаты
долгосрочного и успешного эксперимента по регулированию рыбных запасов
в закрытой озерной системе. Им удалось восстановить подорванную
интенсивным рыболовством популяцию озерной форели — кумжи.
Для этого они применили оригинальную и на первый взгляд парадоксальную
технологию селективного вылова другого вида рыб — гольцов, служащих
потенциальной добычей для кумжи.
Для изучения взаимодействий популяций хищников и жертв принято
использовать те или иные модели. Простейшая модель для изучения
динамических свойств в системе «хищник—жертва» еще в начале века была предложена Лоткой и Вольтеррой.
Представим зайцев и охотящихся на них рысей. Если зайцев много, то и
численность рыси начинает расти. Увеличение числа хищников естественно
повысит смертность зайцев и их численность снизится. В результате
размножившиеся рыси окажутся на голодной диете и смертность среди них
вырастет. Снижение численности хищника будет означать безопасную жизнь
для зайцев, и они восстановят свою численность. И цикл начнется заново.
Эта модель за век ее эксплуатации была много раз с успехом приложена
к различным популяциям хищников и жертв, а также существенно
видоизменялась в соответствии с биологическими реалиями конкретных видов
животных и обстановок. В частности, появились модели, учитывающие
селективный облов и/или селективное выедание хищником популяций морских и
пресноводных рыб. Такие модели широко используются в практике
регулирования рыболовства — при определении ежегодных квот вылова,
выбора орудий лова и т. д.
Селективность вылова и селективность выедания рыб хищником регулируют
скорость роста и созревания особей в популяции. Если охотиться только
на крупных рыб, то через некоторое время в популяции останутся одни
тугорослые рыбы (частота аллелей быстрого роста сильно понизится). Если
вылавливать мелких и средних рыбешек, то природой будут отбираться
быстрорастущие особи. Да и конкуренция за пищевой ресурс среди особей
этой самой многочисленной возрастной группы снизится, а значит, скорость
роста оставшихся особей должна увеличиться. Если же упадет численность
хищников, то охота на маломерных особей прекратится и из-за конкуренции
за пищевые ресурсы приоритет опять получат тугорослые особи.
Но все эти закономерности до сих пор оставались чисто
гипотетическими, выведенными с помощью косвенных показателей. Проверить
же не на моделях, а в прямом эксперименте, как работают связи в системе
«хищник—жертва» пока не удавалось. Слишком уж долгим должен быть этот
опыт, его можно поставить только при стабильном состоянии науки и хорошо
налаженном мониторинге.
И вот в журнале Science вышла статья, в которой опубликованы
результаты именно такого намеренно острого эксперимента. Этот
эксперимент, начавшийся в 1984 году и продолжавшийся до 2006 года,
проводился на популяциях рыб норвежского озера Такватн (Takvatn), где
расположена биостанция Норвежского рыболовного колледжа при Университете Тромсё. В нём участвовала группа ихтиологов из шведского Университета Умео, норвежского Университета Тромсё и Института биоразнообразия и динамики экосистем при Амстердамском университете (Голландия).
В озере Такватн в начале XX века шел активный лов озерной форели кумжи (Salmo trutta) — до того активный, что к 30-м годам кумжу почти всю выловили. Тогда в озеро интродуцировали арктического гольца (Salvelinus alpinus).
Это быстрорастущая рыба, которая может служить потенциальной пищей для
кумжи. Очень быстро голец стал доминантным видом в этом озере, а
численность кумжи так и не восстановилась. В таком виде популяции
кумжи—гольца стабилизировались.
В 80-е годы решено было улучшить качество рыбных ресурсов в этом
большом озере, то есть увеличить численность наиболее ценного для этого
озера вида — кумжи. Специалисты предложили, на первый взгляд, совершенно
парадоксальный план. Они решили выловить большую часть мелких
неполовозрелых гольцов. Предполагалось, что этот нетривиальный ход
приведет к ускорению роста гольцов — следовательно, к увеличению
численности мелкоразмерной части популяции, а это в свою очередь
повлечет существенное улучшение пищевого ресурса хищника, то есть кумжи,
и тогда ее численность вырастет, чего и требовалось добиться.
Непонятно, каким образом ученым удалось убедить руководство в
целесообразности этих действий, но так или иначе в течение
1984–1989 годов из озера планомерно удаляли маломерных гольцов (всего
выловили 666 000 штук — это около 31 тонны рыбы). В последующие 16 лет
аккуратно оценивали различные характеристики популяций гольцов и кумжи.
Оказалось, что ученые не ошиблись в своих прогнозах. Численность кумжи
действительно увеличилась, а гольцов — снизилась. Другие показатели
обеих популяций тоже вели себя вполне предсказуемо.
Во-первых, в результате снижения конкуренции за пищу у гольцов
выросла скорость роста. Во-вторых, изменилось распределение размеров
у гольца: размерный диапазон расширился, при этом среднее значение
сдвинулось к мелким рыбкам. В-третьих, в 2-4 раза увеличилась
доступность маломерных гольцов для кумжи, что косвенно говорит о том,
что кумжа распрощалась с голодной диетой. В-четвертых, неравномерное
пополнение популяции гольцов отразилось и на численности кумжи: когда
пополнение было большим, то и кумжи было больше, и наоборот, в годы
с невысоким обилием двух-трехгодовиков гольца кумжи становилось меньше.
Два последних факта говорят о том, что гипотетические связи
в популяции вполне реалистичны. Действительно, чтобы численность кумжи
увеличить, следовало увеличить численность доступной добычи, то есть
мелких гольцов.
И наконец, что самое важное, обе популяции — и хищника, и жертвы —
достигли за 16 лет нового стабильного состояния. Прежнее стабильное
состояние с высокой численностью медленно растущей жертвы и низкой
численностью хищника перешло за 5–8 лет к другому — с быстро растущими
жертвами и более высокой численностью хищника. Ученые считают это
большим достижением, поскольку бытует мнение, что подорванную выеданием
или переловом популяцию нельзя возвратить к первоначальному стабильному
состоянию. И модели, и практика показывают, что если подсаживать
в водоем некоторое число хищников, то эффект недолговечен, и, вообще,
вся процедура весьма дорогостоящая.
И вот, оказывается, можно исправить ситуацию другим — экологическим —
способом! И этот способ, как показал эксперимент, долгосрочен и вполне
эффективен.
Источник: Lennart Persson, Per-Arne Amundsen, André M. De Roos, Anders Klemetsen, Rune Knudsen, Raul Primicerio. Culling Prey Promotes Predator Recovery—Alternative States in a Whole-Lake Experiment // Science. 2007. V. 316. P. 1743–1746.
Елена Наймарк
