«Это одно из крупнейших и наиболее всеобъемлющих исследований в своем роде», — сказал Ричард Пайл, исследователь Музея епископа и ведущий автор публикации. «В нем участвовали ученые из многих различных дисциплин и из множества федеральных, государственных и частных организаций, работающих вместе с рядом различных технологий по всему Гавайскому архипелагу».Основная цель исследования состояла в том, чтобы охарактеризовать среду обитания глубоких коралловых рифов, известных как «мезофотические коралловые экосистемы» или «Сумеречная зона» коралловых рифов.
Коралловые рифы на глубине от 30 до 150 метров (от 100 до 500 футов) являются одними из самых плохо изученных из всех морских экосистем на Земле. Глубже, чем могут безопасно совершать погружения обычные аквалангисты, и мельче, чем большинство подводных исследований, эти рифы представляют собой новый рубеж для исследований коралловых рифов.
Чтобы задокументировать эти неуловимые глубокие коралловые рифы, команда использовала широкий спектр передовых технологий, в том числе многолучевое батиметрическое картографирование, погружение с ребризером замкнутого цикла на смеси газов, буксируемые и дистанционно управляемые системы камер, различные датчики окружающей среды для регистрации света, температуры и т. Д. движение воды и другие параметры, а также два исследовательских подводных аппарата, эксплуатируемых Гавайской подводной исследовательской лабораторией. Один из новаторских подходов, использованных в ходе проекта, заключался в объединении дайверов с ребризерами и подводных аппаратов для скоординированных погружений.«Свободно плавающие ныряльщики и подводные аппараты не часто работают бок о бок над научно-исследовательскими проектами», — сказал Пайл. «Подводные аппараты могут погружаться намного глубже и оставаться намного дольше, но дайверы могут выполнять более сложные задачи по проведению экспериментов и сбору образцов.
Объединение того и другого в одном погружении позволило нам достичь задач, которые невозможно было бы выполнить с помощью одной технологии».Основное внимание в исследовании уделялось документированию обширных областей со 100% коралловым покровом на глубине 90 метров (300 футов) или более у островов Мауи и Кауаи.
В частности, обширные пространства сплошного кораллового покрова, простирающиеся на десятки квадратных километров, существуют во многих местах в канале Ауау у юго-западной стороны Мауи. На рифах преобладают каменистые рифообразующие кораллы из рода Leptoseris, пластинчатых кораллов, специализирующихся на глубоководных рифах.«Это одни из самых обширных и густонаселенных коралловых рифов на Гавайях», — сказал Энтони Монтгомери, соавтор исследования, представлявший Государственный департамент земельных и природных ресурсов Гавайев на протяжении большей части проекта. «Удивительно найти такие богатые коралловые сообщества на такой глубине».Помимо кораллов, в этом районе также расположены обширные луга с водорослями, на которых обитают уникальные сообщества рыб и беспозвоночных.
В ходе исследования было идентифицировано более семидесяти видов макроводорослей, населяющих глубокие рифы, и еще нескольким новым видам еще не присвоено официальных научных названий. И кораллы, и водоросли зависят от солнечного света для стимулирования фотосинтеза, и исследование объяснило существование многих глубоких местообитаний рифов исключительно чистой водой.«Мы обнаружили, что разнообразие видов макроводорослей на самом деле достигло пика на глубине около 90 метров [300 футов]», — сказала Хизер Сполдинг с факультета ботаники Гавайского университета в Маноа и соавтор исследования. «Эти обширные луга с водорослями представляют собой основной компонент глубоководных рифовых сообществ и играют фундаментально важную роль в общей экологии».
Еще один интересный вывод исследования заключается в том, что уровень эндемизма — видов, которые больше нигде на Земле не встречаются, — значительно увеличивается на глубоких рифах. В то время как только 17% рыб, исследованных на глубине менее 30 метров (100 метров), являются видами, эндемичными для Гавайских островов, более половины видов, обитающих на глубине менее 70 метров (230 футов), являются гавайскими эндемиками.
Уровень эндемизма еще больше возрастает на северо-западных Гавайских островах, где 100% рыб, обитающих на некоторых из глубоких рифов, обитают только на Гавайях.«Степень эндемизма рыб на этих глубоких коралловых рифах, особенно на северо-западных Гавайских островах, поражает», — сказал Рэндалл Косаки, заместитель суперинтенданта Национального морского памятника Папаханаумокуакеа и соавтор исследования. «Мы смогли зафиксировать самый высокий уровень эндемизма среди морской среды на Земле».Пищевая сеть, поддерживающая рыб на глубоких рифах, была изучена с использованием передовых методов стабильных изотопов, которые выявили небольшие, но важные различия в экологии рыб, обитающих на глубоких и мелководных рифах.«Мы использовали эти методы, потому что для более традиционных подходов требуется большое количество образцов», — сказал Брайан Н. Попп из Гавайского университета в Маноа, профессор геологии и геофизики в Школе наук и технологий об океане и Земле. «Наши результаты помогают нам лучше понять взаимосвязь между экологией глубоководных и мелководных сообществ рыб коралловых рифов».
Результаты исследования имеют важное значение для управления сохранением. В дополнение к богатому и уникальному биоразнообразию, обитающему в этих средах, глубокие коралловые рифы могут служить убежищем для определенных видов, которые в большей степени подвержены влиянию мелководных коралловых рифов.«Поскольку коралловые рифы сталкиваются с множеством угроз, — сказала Кимберли Пуглиз, океанограф из Национального центра прибрежных океанических исследований NOAA, — обнаружение обширных рифов у побережья Мауи дает менеджерам уникальную возможность гарантировать, что будущая деятельность в регионе, например поскольку прокладка кабеля, дноуглубительные работы на свалках и выходы из глубоких канализационных сетей не наносят непоправимого ущерба этим рифам ».
Исследование, которое длилось более двух десятилетий и охватывало всю протяженность Гавайского архипелага протяженностью 2590 километров (1600 миль), в первую очередь поддерживалось Национальными центрами прибрежных океанических исследований NOAA, Морским национальным памятником Папаханаумокуакеа, Программой сохранения коралловых рифов, офисом Исследований океана и Научного центра рыбного хозяйства Тихоокеанских островов, а также Гавайской лаборатории подводных исследований и штата Гавайи.