Науке известно немало разных форм симбиоза, но такую ученые обнаружили впервые: кораллы зовут на помощь бычков, чтобы те защитили их от ядовитой водоросли.
Примеров симбиоза, то есть тесного сосуществования и взаимной адаптации представителей разных биологических видов, в природе предостаточно. На ум сразу же приходят микроорганизмы, обитающие в кишечнике млекопитающих, без чего пищеварение было бы практически невозможно, или, скажем, широко распространенное в тропиках содружество муравьев и деревьев. Обычно, говоря о симбиозе, имеют в виду мутуализм, то есть взаимовыгодную кооперацию видов, хотя имеют место и другие формы сожительства - например, полезные одному виду, но безразличные другому. Или даже вредные. В этом последнем случае принято говорить о паразитизме, но и он, строго говоря, является одной из форм симбиоза.
Как бы то ни было, науке известно очень много самых разных проявлений симбиотических отношений. И все же теперь группа американские исследователи, изучая экологию коралловых рифов в юго-западной части Тихого океана у архипелага Фиджи, неожиданно для себя наткнулась на совершенно новую форму симбиоза. Результаты этой работы опубликованы в журнале Science.
У длинноветвистой акропоры есть своя служба охраны
Ученые обнаружили, что один из местных видов тропического коралла - длинноветвистая акропора (Acropora nasuta) - обзавелся своего рода личной охраной, защищающей его от ядовитой зеленой водоросли вида "Хлородесмис конский хвост" (Chlorodesmis fastigiate). Функцию телохранителей выполняют обитающие тут же мелкие рыбки семейства бычковых. Пусть они не вышли ростом (длина их тела не превышает 4 сантиметров), да и особой доблестью не блещут (все больше прячутся в коралловых зарослях и лишь изредка робко выглядывают оттуда), но с задачей своей справляются отлично.
Руководитель проекта Марк Хей (Mark Hay), профессор биологи Технологического института Джорджии и научный сотрудник Центра химической экологии моря в Атланте, описывает этот симбиоз так: "Стоит только водоросли войти в контакт с кораллом, тот сразу же призывает на помощь телохранителей и отдает им распоряжение разобраться с агрессором, причем немедленно".
Без бычков акропора была бы обречена
Коралловый риф - очень сложная экосистема, и профессор Хей изучает ее уже не первый год. Прежние наблюдения показали, что в Тихом океане обитает немало ядовитых водорослей, способных причинить значительный ущерб коралловым полипам. Один из наиболее распространенных и токсичных видов таких зеленых водорослей - Хлородесмис конский хвост, иногда именуемый также черепашьей травой. Этой водоросли достаточно осесть даже не на самой колонии кораллов, а лишь рядом с ней, чтобы вызвать обесцвечивание, а затем и гибель полипов. "Водоросль выделяет токсичные химические соединения и использует их против кораллов, - поясняет профессор Хей. - Действие токсинов проявляется довольно быстро: уже через 2-3 дня после первого контакта черепашьей травы с кораллом начинается процесс обесцвечивания".
Кораллы беззащитны против яда, и в этой ситуации они были бы обречены, не будь у них бычков-телохранителей. "Коралл синтезирует некое химическое соединение - мы не знаем пока, какое именно, но знаем точно, что коралл его выделяет, - говорит профессор Хей. - Это вещество является сигналом для бычков, извещающим, что их зовут на помощь. И бычки действительно появляются возле водоросли-агрессора почти мгновенно - самое позднее, минут через пятнадцать, - и обгрызают ее".
Помацентровые отступают, бычковые обороняются
С такой формой симбиоза ученым до сих пор сталкиваться не приходилось: представитель одного вида посредством сигнального вещества зовет на помощь представителей другого вида, чтобы те дали отпор его конкуренту. На мысль о возможности подобного симбиоза профессора Хея натолкнул обнаруженный им факт, что колонии длинноветвистой акропоры, населенные рыбами, страдают от ядовитой водоросли на 70-80 процентов меньше, чем такие же колонии без рыб.
Оставалось лишь выяснить, какие именно рыбы помогают кораллам защищаться от черепашьей травы. Ученый говорит: "Мы присмотрелись к целому ряду видов рыб и обнаружили, что четыре из них чаще всего связаны с этим кораллом - два вида из семейства бычковых (Gobiidae) и два из семейства помацентровых (Pomacentridae). Помацентровые обитают возле, а бычковые - внутри колонии кораллов. Мы провели обширную серию экспериментов, и оказалось, что если колония подвергается нашествию ядовитой водоросли, то помацентровые просто ищут себе другое пристанище, а бычковые тотчас начинают обгрызать водоросль так, чтобы между ней и кораллами не было контакта".
С каждым днем этот защитный механизм становится для кораллов все важнее: мало того, что вызванное парниковым эффектом потепление воды в мировом океане для них сильный стресс, так оно же еще и способствует разрастанию водорослей, а естественных врагов водорослей - рыб - становится все меньше из-за перелова.
Чтобы спасти рифы, надо понять, как они функционируют
Но едва ли бычками движет великодушие, у них явно есть свой интерес. "Оба вида защищают свое жилище, - поясняет профессор Хей, - это место, где они проводят всю свою жизнь. Это среда их обитания, она дает им и пищу, и защиту. Обороняя кораллы от водоросли, бычки тем самым обороняют свой дом".
Но это еще не все: как оказалось, два вида бычков-телохранителей ведут себя неодинаково. Ученый поясняет: "Один вид действительно поедает водоросль, в результате чего особая ядовитая слизь, выделяемая этими бычками для защиты от хищников, становится вдвое более ядовитой, чем обычно. Так ведет себя "голубопятнистый гобиодон" (Gobiodon histrio). Второй вид - он именуется "красный волосоголовый бычок" (Paragobiodon echinocephalus) - только обгрызает водоросль, обкусывает ее, но не проглатывает, а выплевывает. Ведь сам он не ядовит, и ему токсины водоросли ни к чему".
Сегодня экологи всего мира изрядно озабочены судьбой коралловых рифов. По некоторым прогнозам, уже к концу нынешнего века многие из них могут прекратить свое существование. "В моей лаборатории мы пытаемся понять, как функционирует коралловый риф, понять язык, на котором изъясняются его обитатели. Только поняв этот язык химических сигналов во всей его сложности, мы сможем спасти рифы. И вот теперь мы обнаружили феномен, о котором раньше даже не подозревали. Феномен, способствующий сохранению кораллов".
