Озеро Медуз

Озеро Медуз Jellyfish Lake) — озеро в архипелаге Скалистые острова (Палау).

Озеро Медуз расположено на востоке острова Эил-Малк, в более чем 20 км к юго-востоку от Корора. Его размеры — всего — 460 м на 160 м, площадь зеркала — 0,057 км. Озеро представляет собой меромиктический слабо-солёный водоём, отделённый от океана полосой земли около 200 м. Глубина — до 50 м. Образовалось озеро Медуз около 12 тыс. лет назад в результате движения земной коры.[1][2]

Озеро известно обособленной популяцией двух видов сцифоидных медуз — золотой (Mastigias papua) и лунной (Aurelia). За время существования озера в отсутствие многих естественных врагов медузы размножились до примерно 2 млн особей. Кроме того, щупальца медуз утратили стрекательные клетки, что привлекает множество туристов — любителей дайвинга.[3][4] На острове Эил-Малк также находится около десяти более мелких озёр, также населённых медузами и отделённых от Мирового океана, но сноркелинг разрешён лишь в озере Медуз, самом крупном из них.[5]

Характеристика озера

Диграмма разделения озера на слои

Озеро Медуз связано с океаном через трещины и туннели в известняке древнего миоценового рифа. Однако, в то же время, озеро достаточно изолировано.

Озеро Медуз разделено на 2 слоя — верхний, с большим содержанием кислорода в воде, и нижний — бескислородный слой. Концентрация кислорода в водах озера уменьшается приблизительно от 5 миллионных долей до нуля на глубине 15 метров (хемоклин). Разделение вод озера на слои является постоянным, и сезонного смешивания вод не происходит. Является одним из примерно 200 меромиктических озёр в мире. Но большинство из этих озёр имеет пресноводное происхождение. Постоянно стратифицированные (разделённые на слои) озера морского происхождения необычны, но на Эил-Малк и на других соседних островах существует 11 таких же[6].

Стратификация озера вызвана условиями, предотвращающими и ограничивающими вертикальное смешивание воды[6]:

Озеро окружено по бокам горными скальными породами, берега, заросшие деревьями, оба фактора существенно блокируют потоки ветра через озеро, которые могли бы вызвать смешивание водяных слоёв. Первичные водные источники озера (дождь, сток, и периодический сток через известняковые трещины) приходятся на поверхностные слои. Озеро находится в тропиках, где сезонные температурные изменения являются минимальными, и, следовательно, температурная инверсия, которая может вызвать вертикальное смешивание вод озера, не происходит.

Насыщенный кислородом слой простирается от поверхности озера до глубины примерно 15 метров. Все организмы, которым требуется кислород, включая медуз, несколько видов рыб и веслоногих ракообразных обитают только в этом слое[6]. Он является несколько мутным: видимость ограничена приблизительно 5 метрами. Минерализация этого слоя до глубины приблизительно 3 метра уменьшена дождевыми водами и стоком вод, а глубже 3 метров уровни солёности не затронуты пресными входами[6]. Озеро связано с морем через три туннеля, которые находятся недалеко от поверхности известнякового массива. Биолог Уильям Хаммер оценил, что приблизительно 2,5 % объёма озера обновляется во время периодического притока морской воды. Однако, так как периодический приток прибывает в поверхностные воды, то нижний бескислородный слой в значительной степени остаётся незатронутым[7].

Концентрация сероводорода изменяется от нуля в поверхностном слое до более чем 80 мг/литр у дна озера.

Бескислородный слой простирается от глубины приблизительно 15 метров до дна. Верхние три метра бескислородного слоя заселены бактериями, по крайней мере один вид из которых, является фиолетовой фотосинтезирующей серной бактерией. Этот бактериальный слой абсорбирует весь солнечный свет, и таким образом нижележащие отделы бескислородного слоя являются тёмными, но прозрачными — видимость приблизительно 30 метров. Бескислородный слой также содержит высокие концентрации аммиака и фосфатов. Эти ионы почти полностью отсутствуют в верхнем слое. Бескислородный слой потенциально опасен для дайверов, которые могут получить отравление через кожу[8].

Медузы

Виды

Различия в морфологии озёрной (слева) и океанической формы Mastigias papua

В озере обитает 2 вида медуз из группы Scyphozoa — Mastigias papua и Aurelia sp.[9][10]

Золотая медуза, возможно, относится к виду (Mastigias papua), который населяет также соседние лагуны. Часть своего питания они получают от симбиотических морских водорослей-зооксантелл (Symbiodinium), которые живут в их тканях и питаются продуктами обмена веществ медуз [10]. Однако золотые медузы морфологически, физиологически и поведенчески отличаются от особей, которые живут в открытом океане. Они утратили пигментные пятна на своём теле, почти полностью утратили стрекательные клетки щупалец и придатки щупалец, которые окружают ротовое отверстие[10]. Ряд биологов предлагают рассматривать её в качестве подвида — Mastigias cf. papua etpisoni[10], однако такой статус является спорным; возможно, это один из видов-двойников комплекса видов.

Лунная медуза была первоначально идентифицирована как Аурелия Aurelia aurita[11]. Однако, начиная с 1981 года, были проведены генетические исследования множества экземпляров аурелий из различных мест обитания. Результаты этого исследования показывают, что род Аурелия включает не 3, а по крайней мере ещё 6 неизвестных для науки видов, три из которых были обнаружены на Палау. Один из этих видов распространен в четырёх морских озёрах Палау, включая Озеро Медуз[12]. Следовательно, согласно данным на начало 2010 года, лунную медузу следует относить просто к роду Aurelia, без указания конкретного вида (Aurelia sp.), пока дальнейшие исследования не внесут окончательную ясность касательно её видовой принадлежности[12].

Миграции медуз

Суточные перемещения золотой медузы включают горизонтальные и вертикальные миграции[11]:

Ночью и до 14 часов дня медузы совершают повторяющиеся вертикальные передвижения между поверхностным слоем озера и пограничной зоной бескислородного слоя озера, вероятно для поглощения питательных веществ для себя непосредственно из воды[13]. С началом утра, приблизительно в 09.30 — медузы мигрируют от центра западной части водоёма к восточной части. С началом дня, приблизительно в 15.30 — медузы мигрируют от восточной части водоёма к западному концу озера. На закате медузы совершают кратковременные перемещения в восточном направлении от западного конца, где они остаются в течение ночи[13].

Медузы совершают вращательные перемещения против часовой стрелки, когда плавают рядом с поверхностью, вероятно, для того, чтобы обеспечить достаточное освещение для симбиотических водорослей в своих телах[13].

Перемещения лунной медузы не являются такими же организованными. Ночью они мигрируют на поверхность, по-видимому, для питания веслоногими ракообразными, которые составляют существенную часть их рациона в озере[14].

Угроза вымирания и восстановление численности

Популяция медуз практически погибла в результате экологической катастрофы 1998 — 1999 годов. Температура воды в озере в результате Эль Ниньо повысилась настолько, что водоросли-симбиоты зооксантеллы не смогли выжить. Это обстоятельство, вероятно, привело к гибели почти всей популяции. Однако к началу 2000 годов численность популяции вновь выросла до прежнего уровня[9][15][16].