О “волнах жизни” беломорской колюшки

Долговременные колебания трехиглой колюшки в Белом море и их связь с температурой

Лайус Д.Л., Иванова Т.С., Рыбкина Е.В., Лайус Ю.А., Иванов М.В.

ICES Journal of Marine Science (2020)

Lajus, D., Ivanova, T., Rybkina, E., Lajus, J., and Ivanov, M. Multidecadal fluctuations of threespine stickleback in the White Sea and their correlation with temperature. – ICES Journal of Marine Science, doi:10.1093/icesjms/fsaa192.

Ссылка на публикацию в журнале

Аннотация

Важной задачей современной морской биологии является разделение эффектов изменения климата и других воздействий на морских организмов, и изучение непромысловых и использование исторических данных для выявления долговременных трендов может помочь решению этой задачи. Однако такие данные чаще всего очень фрагментарны, и здесь мы приводим пример использования различных источников достижения цели. Мы собрали различные исторические данные, такие как научные и личные наблюдения, архивные данные о промысле, чтобы визуализировать динамику численности трехиглой колюшки Gasterosteus aculeatus в Белом море, начиная с конца 19 века — самый длинный временной ряд для этого вида. Наиболее высокая численность колюшки наблюдалась в теплый период 1920–1940-х годов, а в более холодный период 1950–1990-х годов ее численность снизилась. Теперь ее вновь стало много и она является самым многочисленным видом рыб в море. Анализ исторических и недавних временных рядов на основе наших собственных данных (2007–2019 гг.) показал, что численность колюшки снижается в холодные зимы. Численность колюшки не связана с биомассой зоопланктона, положительно коррелирует с уловами сельди Clupea sp. и отрицательно с уловами наваги Eleginus navaga. Высокая численность популяции и ее тесные трофические связи с другими организмами говорят о том, что изменение численности колюшки может влиять на всю экосистему Белого моря.

Ключевые слова: климатические изменение, сельдь, навага, динамика популяций, пополнение, температура, трехиглая колюшка, Белое море, зимняя смертность, зоопланктон.

Почему мы написали эту статью

Наш проект начался в связи с быстрым, видимым невооруженным глазом ростом численности колюшки в Белом море, начавшимся в конце 1990-х годов. Старшие участники проекта хорошо помнят Белое море без колюшки. Ну, или почти без колюшки. А еще мы знали, что бывали времена, что колюшки в Белом море было очень много. Об этом было написано, например, в популярной книге «Жизнь животных, т. 4 часть 1. Рыбы», изданной в 1971 году. Понять причины столь масштабных изменений в популяции такого массового вида очень интересно. Поэтому о статье по динамике численности колюшки мы начали думать практически с самого начала нашего проекта. Но, как это часто бывает, путь от идеи до публикации оказался длинным.

Когда начался проект, у нас уже был накоплен значительный опыт работы с историческими данными, хотя это были работы на промысловых рыбах, выполненных на основе архивных записей об уловах – семге, сельди, треске, палтусе. Возможность использования такого подхода на колюшке вызвала определенные сомнения – даже если кто-то когда-то колюшку и ловил, кто же будет записывать ее уловы? Тем не менее, нам повезло и после некоторых поисков, такие данные нашлись. Оказывается, колюшку ловили еще монахи Соловецкого монастыря в конце 19 века, а может, и еще раньше. А в советское время имеются даже и некоторые статистические данные об ее уловах — хотя и для очень короткого послевоенного периода, когда времена были трудные, а колюшки еще довольно много. Эти записи хранятся в архивах Беломорской биологической станции Института биологии Карело-Финского филиала Академии наук СССР, находившейся в селе Гридино. Вот обложка одной из тетрадей с данными.

В этих документах были, например, такие записи (это из статистики по вылову и скупке Умбского рыбозавода за 1951 г – в июне этого года было поймано 302 кг колюшки, а в июле – 30 кг).

Повезло нам с этой работой и еще один раз. При всех трудностях получения данных об уловах для эколого-исторических исследований, вдвойне трудно интерпретировать отсутствие таких данных – непонятно, означает ли это отсутствие рыбы, или просто не удосужились сделать запись. Это очень вероятно – ведь записи же делали не для того, чтобы по ним изучать динамику рыбных популяций, а из совершенно других соображений. Наше везение заключалось в том, что по колюшке записи имеются за довольно длительный период независимо от того, сколько ее было в море — это записи в Летописях Природы Кандалакшского государственного заповедника. Они начались с 1948 года – когда колюшки в Белом море было еще довольно много. Наверное, начнись Летописи Природы чуть позже, когда колюшки стало гораздо меньше, про нее никто бы и не вспомнил до конца 1990-х. А так, авторы Летописей практически каждый год аккуратно регистрировали о ее численности. Даже если это и «отсутствие подхода». Огромное им за это спасибо! Вот, например, какая запись была сделана в Летописях в 1964 году – в самом конце изобильного для колюшки периода.

Вот фото Алены в Петрозаводске на фоне Онежского озера – как раз во время работы в архивах Гридинской станции – 22 сентября 2009 г.

Кто еще будет делать записи о слабом подходе колюшки? Но для нашей работы эта информация была чрезвычайно важна. И это было как раз примерно в тот же период, когда в только что опубликованная «Жизнь Животных» сообщала, что в Белом море «…вода буквально чернеет от спинок толпящихся от сплошной массы рыбок, толпящихся у берега». Только потом мы узнали, что эта цитата взята из источника начала 1930-х гг. А работу в архивах провела Е. Рыбкина (тогда еще Шатских), и этот материал стал важной частью ее магистерской диссертации, защищенной в 2010 г. 

По этим материалам была опубликована первая работа на эту тему — в научно-популярном журнале «Природа» в 2013 г. Эта статья стала первой публикаций нашего проекта в центральных изданиях. До более серьезной публикации руки пока не доходили, при этом мы продолжали работать, пытаясь максимально использовать уникальные возможности нашего объекта, позволявшего сочетать исторические и современные исследования.

Кандалакшский залив Белого моря, губа Яковлева. Все рыбы, за исключением научной пробы, выпущены живыми. Д.Л. Лайус, П.В. Глазков, Е.В. Надточий, А.С. Доргам, А.С. Демчук, Д.В. Скобелев, Д. Малова. 15 июня 2019 г. Фото С.В. Неверовского.

Во-первых, мы дважды смоделировали исторический промысел колюшки. Это было важно потому, что что в то время у ловцов не оценивали численность колюшки, а просто пытались поймать как можно больше рыбы. Зная особенности тех мест, с высокой вероятностью можно предположить, что рыбаки пытались обловить губы с зостерой, где плотность колюшки особенно высокая. Поэтому мы сделали то же самое, и параллельно сделали наши стандартные съемки для того, чтобы провести своеобразную калибровку разных методов лова. Это позволило «привести к общему знаменателю» исторические данные такие как «наш пятидесятиметровый неводок в 15—20 минут давал улов больше тонны» и данные по оценке плотности колюшки на нерестилищах в рыбах на кв. метр. Вот так выглядел, например, наш эксперимент в 2019 г, когда, имитируя промысловый лов в 1930-е годы, за один замет 30-метрового невода мы поймали примерно 500 кг колюшки (примерно 150 тыс. особей).

Во-вторых, с 2007 г. мы ежегодно оценивали численность колюшки, наращивая свой собственный временной ряд.

Одна из первых проб нашего проекта — 3 июля 2007 г Т. Иванова и Д. Лайус разбирают улов невода.

Поскольку этот временной ряд перекрывался по времени с наблюдениями Кандалакшского государственного заповедника, это позволило нам провести еще одну калибровку – вербальных описаний в Летописях и наших количественных данных. Но гораздо важнее было то, что наши данные позволили дать точную оценку численности колюшки и, соответственно, проводить анализ с гораздо более высоким разрешением. Когда ряд достиг достаточной длины, это позволило получить очень интересные результаты о том, как влияет на численность рыбы на нерестилищах температура в каждый из месяцев жизни колюшки начиная с икринки и кончая возрастом два года. Получается, как и на длинном историческом ряду, что колюшка плохо переносит холодные и длинные зимы.

В результате этих многолетних работ мы получили самый длинный ряд по динамике численности для трехиглой колюшки и, возможно, вообще для непромысловых рыб. Причем это сделано в условиях минимального воздействия антропогенных факторов, когда изменения численности обусловлены естественными причинами. И самое главное, эти данные являются как бы осью, которая является основой всего нашего проекта. Наличие этой оси позволяет лучше планировать всю нашу деятельность и понимать механизмы динамики популяции колюшки в Белом море.