Морские огурцы, кузены морских звезд и морских ежей, о которых часто забывают, — это морские беспозвоночные с мягким телом, которые появляются в бесчисленных размерах, формах и захватывающих цветах в каждом океане на Земле. Более 1500 видов, в том числе «Морские яблоки», «Клубника» и «Морские свиньи» с приятными названиями, населяют глобальные океаны от мелководья до загадочного морского дна. Несмотря на широкий ареал и разнообразие видов, один исследователь Академии говорит, что ученым необходимо больше знать о биологии морских огурцов, их естественной истории и способности адаптироваться к современным угрозам загрязнения, перелову рыбы для продуктов питания и лекарств, а также к изменению климата океана.
«Морской огурец легко недооценить», — говорит д-р. Ирия Фернандес-Сильва, научный сотрудник Академии наук. «Морские огурцы выглядят глупо, двигаются медленно и вскрикивают от страха, когда испуганы, но эти беспозвоночные — суперзвезды-очистители океана, которые чрезвычайно важны для морских экосистем. В нашем исследовании изучается генетика, лежащая в основе экономически важного вида Holothuria edulis, чтобы мы могли понять проблемы, с которыми они сталкиваются, и помочь защитить находящиеся под угрозой исчезновения морские огурцы во всем мире."
Как и другие морские огурцы, ночной H. edulis используют свой кишечник, чтобы очищать морское дно и коралловые рифы. Эти беспозвоночные с выжженными хот-догами укрываются в дневное время, а ночью выходят на свет, чтобы шагать по песчаному дну в поисках пищи. Кормящие щупальца помогают животному проталкивать песок и щебень через пищеварительную систему во время движения, поглощая питательные вещества из детрита (мертвых растений и животных) и вытесняя более чистый, насыщенный кислородом песок.
Здоровые морские экосистемы зависят от животных, которые часто предоставляют такие услуги по уборке; без них обилие детрита может повлиять на здоровье растений и животных, что, в свою очередь, ухудшит здоровье экосистемы в целом.
Быстрый рост потребительского спроса на морские огурцы в Восточной Азии как для продуктов питания, так и для медицинских целей увеличил нагрузку на рыболовство во многих частях мира. Чрезмерный вылов рыбы может означать исчезновение видов морских огурцов, которые уже сталкиваются с серьезными угрозами загрязнения и разрушения среды обитания во всем мире.
Например, популяции Holothuria whitmaei и H. скабра — некогда распространенная во всем Индийском и Тихом океанах — недавно сократилась на 60-90 процентов в большинстве их традиционных ареалов. Сегодня как минимум 16 видов морских огурцов признаны находящимися под угрозой исчезновения Красным списком Международного союза охраны природы (МСОП), всемирным органом, занимающимся вопросами сохранения растений и животных.
Фернандес-Силва и двое коллег — доктора. Таха Солиман и Джеймс Реймер из Университета Рюкюса — заполняют расплывчатую картину того, почему популяции морских огурцов не могут оправиться от чрезмерного вылова рыбы и экологического стресса.
Команда путешествовала по острову Окинава, чтобы изучить генетический обмен между различными популяциями морских огурцов Burnt Hot Dog, чрезмерно вылавливаемых видов, обитающих на разнообразном побережье острова. При ловле на Окинаве, Япония, H. edulis готовится и сушится для продуктов питания, лекарств или экспорта за границу.
Недавний всплеск коммерческого спроса на H. edulis — вид, который исторически не был объектом рыболовных интересов — может быть индикатором того, что более желанные виды морского огурца становится все труднее найти в океанах во всем мире.
На Окинаве ученых интересовало сравнение H. edulis — генетическое разнообразие популяции — чрезвычайно важный фактор в определении того, сможет ли популяция безопасно выжить в условиях стресса — вдоль ряда прибрежных местообитаний.
Популяция организмов, лишенная разнообразия, более уязвима для угроз, включая болезни, которые могут легко уничтожить популяцию, которая слишком генетически похожа (и уязвима для определенного патогена). В случае H. edulis, который, как известно, размножается как половым, так и бесполым путем, исследователи задались вопросом, как выглядит генетическое разнообразие в морских средах обитания — от относительно нетронутых до сильно развитых и загрязненных.
«Данные рассказывают историю», — говорит Фернандес-Сильва. «Мы наблюдали низкое генетическое разнообразие в некоторых популяциях морского огурца вдоль восточного побережья Окинавы, где вода загрязняется близлежащей промышленностью, сточными водами и прибрежными застройками. Напротив, население в более нетронутых местах на западном побережье острова было более генетически разнообразным.
Поскольку популяции казались изолированными друг от друга, мы можем предсказать, что чрезмерный вылов рыбы может стать последней каплей для уязвимых популяций морского огурца, плохо подготовленных для возвращения."
Исследователи говорят, что эти генетические данные являются красным флажком для морского рыболовства, подвергающегося стрессу, и призывают должностных лиц Окинавы помогать изучать, контролировать и защищать морские огурцы как ценных очистителей морских экосистем.
Фернандес-Силва и его коллеги в настоящее время изучают различные виды морских огурцов на юге Японии и говорят, что предварительные результаты показывают сходную связь между загрязненной окружающей средой и низким разнообразием населения.
«У Японии есть возможность стать лидером в защите здоровья океана», — говорит Фернандес-Силва. "Призыв к другим странам ужесточить ограничения на вылов морского огурца поможет обеспечить будущее бесчисленных уязвимых видов, которые помогают поддерживать чистоту и здоровье морских экосистем. Во-первых, и Япония, и Окинава должны действовать дома."
Гавайи являются обнадеживающим примером заботы об окружающей среде в южной части Тихого океана.
В июне 2015 года Совет штата Гавайи по земельным и природным ресурсам принял чрезвычайный запрет на вылов и продажу видов морских огурцов в водах штата, которые, по всей видимости, подвергались «неминуемой опасности» из-за чрезмерного вылова рыбы для экспорта за границу. Ранее в этом году губернатор Дэвид Айдж подписал более подробный и крупномасштабный запрет на коммерческий вылов морского огурца, в котором изложен предварительный план по обеспечению более устойчивого рыболовства вдоль берегов Гавайев.
Фернандес-Силва и ее коллеги надеются, что Япония и другие глобальные организации последуют ее примеру, защищая экологически важные — и находящиеся под угрозой — морские виды, прежде чем они исчезнут навсегда.
«Что касается жизни в океане, внешность — это еще не все», — говорит Фернандес-Сильва. "Мы призываем мировые сообщества выступить в защиту важных морских видов, даже тех, которые выглядят как сожженные хот-доги. Наша команда продолжит изучать и объяснять, почему эти критически важные виды заслуживают защиты."