Двести лет исследований вертикальных миграций зоопланктона

Вертикальная миграция представляет собой широко распространённое в географическом и таксономическом отношении поведение зоопланктона, охватывающее суточные и сезонные временные масштабы. Более кратковременная суточная вертикальная миграция (DVM) имеет периодичность до 1 суток и впервые была описана французским естествоиспытателем Жоржем Кювье в 1817 году. В 1888 году немецкий морской биолог Карл Чун описал более продолжительную сезонную вертикальную миграцию (SVM), периодичность которой составляет около 1 года. Ближние механизмы регуляции и адаптивное значение DVM подробно изучены и хорошо поняты. Как правило, DVM представляет собой поведение, контролируемое уровнем окружающей освещённости: оно позволяет растительноядному зоопланктону питаться в богатых кормом мелководных районах ночью, когда риск светозависимого (визуального) хищничества минимален, и укрываться в более глубоких и тёмных водах в дневное время. Однако за DVM растительноядного зоопланктона следуют его хищники, формируя сложные отношения между хищниками и жертвами, которые могут прослеживаться на нескольких трофических уровнях. В отличие от DVM, исследования SVM находятся на относительно ранней стадии, а её причины и последствия изучены в меньшей степени. В периоды сезонного ухудшения состояния окружающей среды SVM позволяет зоопланктону сезонно покидать мелководья и укрываться в более глубоких водах, часто переходя в состояние покоя. И DVM, и SVM играют значительную роль в вертикальном переносе органического углерода в глубокие воды (биологической секвестрации углерода) и, следовательно, в смягчении глобального изменения климата. Хотя ожидается, что многие миграции животных будут изменяться в условиях будущих климатических сценариев, о потенциальных последствиях глобального изменения климата для вертикальных миграций зоопланктона и его влиянии на процесс биологической секвестрации углерода известно мало. Кроме того, недостаточно изучено совокупное влияние DVM и SVM на приспособленность зоопланктона и поддержание его горизонтального (географического) распространения. Контрастирующие пространственные (глубоководные и мелководные) и временные (суточные и сезонные) масштабы, в которых происходят эти две миграции, затрудняют их изучение с более высоким пространственным, временным и биологическим разрешением и охватом. Важным направлением дальнейших исследований станет расширение преимущественно популяционной базы знаний о вертикальных миграциях за счёт перехода к исследованиям на уровне отдельных особей. Хотя отслеживание отдельных организмов зоопланктона в их естественной среде обитания остаётся серьёзной проблемой, наилучшим решением для углубления понимания вертикальных миграций зоопланктона будет проведение круглогодичных исследований высокого разрешения на трофическом уровне с использованием современных методов полевого отбора проб и наблюдений, молекулярно-генетических инструментов, а также вычислительной техники и программного обеспечения.