Tuňáci a mečouni se potápějí do hlubin za potravou, zjistili oceánografové z MIT

Jak daleko byste zašli pro dobré jídlo? U některých vrcholných predátorů oceánu vyžaduje udržování slušné stravy překvapivě dlouhé ponory.

Oceánografové z MIT zjistili, že velké ryby, jako tuňáci a mečouni, získávají velkou část své potravy z tzv. soumračné zóny oceánu – studené a tmavé vrstvy asi půl míle pod hladinou, kam proniká jen velmi málo slunečního světla. Bylo známo, že tuňáci a mečouni podnikají extrémní ponory, ale nebylo jasné, zda tyto hluboké ponory slouží k hledání potravy a do jaké míry závisí jejich strava na kořisti v soumračné zóně.

Ve studii nedávno publikované v ICES Journal of Marine Science tým studentů z MIT uvádí, že soumračná zóna je hlavním zdrojem potravy pro tři dravé ryby – tuňáka velkookého, tuňáka žlutoploutvého a mečouna. Přestože všechny tři druhy plavou převážně v mělkém otevřeném oceánu, vědci zjistili, že mezi 50 a 60 procenty jejich potravy pochází ze soumračné zóny.

Zjištění naznačují, že tuňáci a mečouni se spoléhají na soumračnou zónu více, než se vědci domnívali. To znamená, že jakákoli změna potravního řetězce v soumračné zóně, například v důsledku zvýšeného rybolovu, by mohla negativně ovlivnit populace mělkovodních tuňáků a mečounů.

„Stále větší zájem vzbuzuje komerční rybolov v soumračné zóně oceánu,“ říká Ciara Willis, hlavní autorka studie, která byla doktorandkou v rámci společného programu MIT-Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) a nyní pracuje jako postdoktorandka na WHOI. „Pokud začneme intenzivně lovit v této vrstvě oceánu, naše studie naznačuje, že by to mohlo mít dalekosáhlé důsledky pro tuňáky a mečouny, kteří jsou na soumračné zóně silně závislí a zároveň představují vysoce hodnotné rybolovné zdroje.“

Mezi spoluautory studie patří Kayla Gardener z MIT-WHOI a výzkumníci z WHOI Martin Arostegui, Camrin Braun, Leah Hougton, Joel Llopiz, Annette Govindarajan a Simon Thorrold, spolu s Waltem Goletem z University of Maine.

Hlubokomořský bufet

Soumračná zóna oceánu je rozsáhlá a tmavá vrstva, která se nachází mezi osvětlenými povrchovými vodami a trvale tmavým, temným pásmem oceánu. Také známá jako mezopelagická vrstva, soumračná zóna se rozprostírá mezi 200 a 1 000 metry pod hladinou oceánu a žije v ní obrovské množství organismů, které se přizpůsobily životu v temnotě.

„Toto je skutečně nedostatečně prozkoumaná oblast oceánu a je plná všech těchto fantastických, podivných zvířat,“ říká Willis.

Ve skutečnosti se odhaduje, že biomasa ryb v soumračné zóně se blíží 10 miliardám tun, z čehož velká část je koncentrovaná ve vrstvách v určitých hloubkách. Naproti tomu mořský život, který žije blíže k povrchu, je podle Willis „řídká polévka“, která představuje pro velké predátory skromný výběr.

„Pro predátory v otevřeném oceánu je důležité najít koncentrované vrstvy potravy. A myslím, že to je to, co je vede k zájmu o soumračnou zónu oceánu,“ říká Willis. „Nazýváme to ‚hlubokomořský bufet‘.“

A velká část tohoto bufetu je v pohybu. Mnoho druhů ryb, chobotnic a dalších hlubokomořských organismů v soumračné zóně se každou noc vynořuje na povrch, aby se nakrmily. Tato soumračná komunita se s úsvitem vrací do tmy, aby se vyhnula detekci.

Vědci pozorovali, že mnoho velkých dravých ryb pravidelně klesá do soumračné zóny, pravděpodobně aby se nakrmily hlubokomořskou kořistí. Například tuňák velkooký tráví většinu dne opakovanými krátkými a rychlými ponory do soumračné zóny, zatímco tuňák žlutoploutvý se potápí každých pár dní nebo týdnů. Mečouni naopak zdají sledovat denní migraci soumračné zóny a živí se společenstvím, jak stoupá a klesá každý den.

„Dlouho víme, že tyto ryby a mnoho dalších predátorů se živí kořistí ze soumračné zóny,“ říká Willis. „Ale míra, do jaké se tito predátoři spoléhají na tento hlubokomořský potravní řetězec, nebyla jasná.“

Soumračný signál

Vědci a rybáři po léta nacházeli zbytky ryb ze soumračné zóny v žaludcích větších predátorů žijících u povrchu. To naznačuje, že dravé ryby se skutečně živí potravou ze soumračné zóny, jako jsou například světélkující ryby, určité druhy chobotnic a dlouhé, hadí ryby zvané barracudiny. Ale jak poznamenává Willis, obsah žaludku poskytuje pouze „okamžitý snímek“ toho, co ryba jedla toho dne.

Ona a její kolegové chtěli zjistit, jak velkou roli hraje potrava ze soumračné zóny v celkové stravě dravých ryb. Pro svou novou studii spolupracovali s rybáři v New Jersey a na Floridě, kteří se živí rybolovem v otevřeném oceánu. Dodávali týmu malé vzorky tkání z komerčního úlovku, včetně vzorků tuňáka velkookého, tuňáka žlutoploutvého a mečouna.

Willis a její poradce, vedoucí vědec Simon Thorrold, vzorky přinesli do Thorroldovy laboratoře na WHOI a analyzovali je na základní aminokyseliny – základní stavební kameny proteinů. Základní aminokyseliny jsou produkovány pouze primárními producenty nebo členy základního potravního řetězce, jako je fytoplankton, mikroby a houby. Každý z těchto producentů vytváří nezbytné aminokyseliny s mírně odlišnou konfigurací uhlíkových izotopů, která se pak zachovává, když jsou producenti konzumováni v jejich příslušných potravních řetězcích.

„Jednou z našich hypotéz bylo, že budeme schopni rozlišit uhlíkový izotopový podpis mělkého oceánu, který by logicky měl být více založen na fytoplanktonu, oproti hlubokému oceánu, který je více založen na mikrobech,“ říká Willis.

Výzkumníci si uvědomili, že pokud by vzorek ryby obsahoval jeden uhlíkový izotopový složení oproti druhému, bylo by to znamení, že se tato ryba živí spíše potravou z hlubokých, než z mělkých vod.

„Můžeme pomocí [uhlíkového izotopového podpisu] vyvodit mnoho informací o tom, v jakých potravních řetězcích se ryby krmily v posledních pěti až osmi měsících,“ říká Willis.

Tým zkoumal uhlíkové izotopy ve vzorcích tkání z více než 120 vzorků, včetně tuňáka velkookého, tuňáka žlutoploutvého a mečouna. Zjistili, že jedinci všech tří druhů obsahovali značné množství uhlíku pocházejícího ze zdrojů v soumračné zóně. Výzkumníci odhadují, že potrava ze soumračné zóny tvoří v průměru 50 až 60 procent stravy tří druhů predátorů, přičemž mezi jednotlivými druhy existují určité drobné rozdíly.

„Vidíme, že tuňák velkooký byl zdaleka nejkonzistentnější v tom, odkud pocházel jeho potravní zdroj. Mezi jednotlivými jedinci se příliš nelišil,“ říká Willis. „Zatímco mečouni a tuňáci žlutoploutví byli proměnlivější. To znamená, že pokud začne v soumračné zóně probíhat rozsáhlý rybolov, tuňák velkooký by mohl být tím, kdo je nejvíce ohrožen účinky na potravní řetězec.“

Výzkumníci poznamenávají, že stoupá zájem o komerční rybolov v soumračné zóně. Ačkoli mnoho ryb v této oblasti není pro lidi jedlých, začínají se využívat jako rybí moučka a rybí olej. V probíhající práci Willis a její kolegové hodnotí potenciální dopady na rybolov tuňáků, pokud se soumračná zóna stane cílem rozsáhlého rybolovu.

„Pokud dravé ryby, jako jsou tuňáci, závisí na potravních řetězcích soumračné zóny z 50 procent a my začneme intenzivně lovit v této oblasti, může to vést k nejistotě ohledně ziskovosti rybolovu tuňáků,“ říká Willis. „Proto musíme být velmi opatrní ohledně dopadů na soumračnou zónu a větší oceánský ekosystém.“

Tato práce byla součástí projektu Ocean Twilight Zone Project Woods Hole Oceanographic Institution, financovaného v rámci projektu Audacious Project sídlícího v TED. Willis byla navíc podporována Kanadskou radou pro výzkum v oblasti přírodních věd a techniky a společností MIT Martin Family Society of Fellows for Sustainability.