Океаническая манта

В декабре 2020 года Международный союз охраны природы (IUCN) повысил охранный статус гигантской океанической манты до категории Endangered (EN), то есть вид под угрозой исчезновения. За 3 поколения (60–75 лет) численность сократилась на 50–80%. Главная причина кроется в прямом вылове и случайной гибели в дрейфующих сетях и ярусах в нейтральных водах. Невозможность плыть назад прекращает омывание жабр, вызывая гибель от удушья. Дополнительную угрозу несет деградация коралловых рифов: помимо потепления огромный ущерб наносят строительство новых резортов на рифах, массовый туризм и намывание песка для создания искусственных островов, заиливающее кораллы и нарушающее структуру планктонных течений.

На Мальдивах действует строгий охранный режим. Декрет правительства полностью запретил добычу и экспорт всех видов скатов в исключительной экономической зоне. По Закону об охране окружающей среды 4/93 семейство Mobulidae признано национальным достоянием. В 2020 году атолл Гнавияни (остров Фувамула) стал биосферным заповедником ЮНЕСКО. Агентство EPA ввело обязательное лицензирование гидов и лимиты скорости катеров для защиты мант от гребных винтов.

Двигателем браконьерства остается нелегальный азиатский рынок сушеных жаберных тычинок «пэн ю» (peng yu), стекающихся в Гуанчжоу и Гонконг. Торговцы продвигают отвары жабр под видом средства от воспалений, астмы и онкологии. Анализ Китайской фармакопеи доказал, что жабры никогда не входили в традиционные каноны и служат маркетинговой фикцией 1990-х годов. Хрящевые пластины состоят из денатурированного коллагена без фармакологической ценности. Защита океана требует полного отказа от покупки любых сувениров и сомнительных препаратов из морских обитателей, а также строгого бойкота черного рынка жаберных пластин и браконьерской продукции.

Реальную токсикологическую опасность несут токсины пелагического фитопланктона — домоевая кислота диатомей рода Pseudo-nitzschia и накопление метилртути (MeHg) при фильтрации зоопланктона. При длительном питании в загрязнённых районах концентрация MeHg в мышечных тканях достигает опасного для человека уровня.

Морфология гигантской океанической манты отражает специализацию пластиножаберных к пелагическому парению. Размах грудного диска половозрелых самок составляет 4.8–6.2 м, а предельные зафиксированные лазерной фотограмметрией экземпляры достигают 7.0–7.2 м при массе 2 000–2 400 кг. Отношение длины диска к ширине равно 1:2.2, что создает высокое гидродинамическое удлинение крыла. Хрящевой скелет покрыт прочным минерализованным хрящом, а грудной пояс укреплен сплошной хрящевой трубкой (synarcual). Верх диска антрацитово-черный с белыми треугольными «эполетами», образующими четкий Т-образный шеврон.

Передний край головы несет 2 головные лопасти длиной около 1 м, развившиеся из лучей грудных плавников. При спокойном плавании лопасти сворачиваются в обтекаемые конусы, а при кормлении расправляются в воронку для планктона. Рот расположен терминально на переднем крае головы, достигая 1.2 м в ширину. Верхняя челюсть беззубая, на нижней расположена лента из 3 000–4 000 мелких зубов для захвата самки самцом при спаривании. Глаза защищены склеральным хрящом и снабжены зеркальным слоем для ночного зрения. Ампулы Лоренцини улавливают электрические поля напряженностью менее 5 нВ/см.

Хлыстовидный хвост лишен плавника, но позади спинного плавника сохраняется минерализованный рудимент хвостового шипа длиной 15–35 мм. Мозг массой до 214 г защищен хрящевым черепом (хондрокраниумом). Сосудистая сеть cranial rete mirabile работает как противоточный теплообменник: артериолы и венулы передают мышечное тепло к нервной ткани и глазам. Это держит температуру мозга на 3.5–5°C выше внешней среды, поэтому скат ныряет в холодные глубины на 1 400 м без замедления нервных реакций.

Плакоидная чешуя с микрогребешками высотой 15–25 мкм снижает сопротивление воды на 8–10%. Поверх чешуи бокаловидные клетки выделяют гидрофильную слизь из сульфатированных мукополисахаридов, лизоцима и антимикробных пептидов (AMP), поддерживающую полезную микрофлору. Прикосновение человека стирает слизь и повреждает базальную мембрану. Оголенный эпителий атакуют патогенные морские бактерии (Aeromonas hydrophila и др.), вызывая язвенный некроз кожи и заражение крови.

От рифовой манты вид отличается огромными размерами, Т-образным шевроном, черным кантом рта и рудиментарным шипом. На брюшке пятна сосредоточены строго между 5 парами жаберных щелей, а область ниже жабр остается чисто белой.

Репродуктивная стратегия океанической манты относится к ярко выраженной K-стратегии: долгожительство, позднее созревание, редкие роды и предельные энергетические затраты на одного потомка. Самцы созревают к 8–10 годам при ширине диска 4.0–4.2 м, а самки к 10–15 годам при размахе 4.8–5.0 м. Размножение основано на живорождении, при котором развивающийся эмбрион получает питательный секрет («маточное молоко») прямо от материнского организма. Единственный зародыш развивается в левой матке, питаясь богатыми белком выделениями до момента рождения.

Беременность продолжается 12–13 месяцев и завершается рождением 1 детеныша (двойни крайне редки). Новорожденный появляется на свет в пелагиали со сложенными крыльями, имея размах диска 1.8–2.0 м и массу 45–50 кг, сразу начиная независимое плавание. Интервал между родами составляет от 2 до 5 лет. За 40–50 лет жизни самка приносит всего 6–10 детенышей. Естественный популяционный прирост оценивается в 0.02–0.05 в год, исключая быстрое восстановление численности.

Брачный ритуал включает брачные поезда из 5–25 самцов, преследующих самку на скорости до 25 км/ч над океаническими свалами на протяжении многих часов. Самец захватывает зубами край крыла самки, оставляя белые брачные шрамы, и вводит парный копулятивный орган (птеригоподий) в клоаку — спаривание длится 60–90 секунд.

1. Эмбриональная стадия

   Развитие зародыша протекает в матке 12–13 месяцев при питании богатым белком маточным секретом

2. Ювенильный период и первые годы

   Детеныш рождается с диском 1.8–2.0 м и весом 50 кг, начиная жизнь над шельфовыми банками

3. Половая зрелость

   Самцы созревают к 8–10 годам при ширине от 4.0 м, самки — к 10–15 годам при размахе от 4.8 м с паузой 2–5 лет между родами

4. Предельный возраст и долгожительство

   Прирост замедляется до 1–3 см в год — предельный возраст достигает 45–50 лет при сохранении социальной активности

Гигантская океаническая манта распространена циркумглобально в тропических и субтропических водах между 40° северной и 35° южной широты. Комфортная температура поверхности составляет +20...+28°C, однако вертикальные спуски приводят животное в глубины с температурой до +3.4°C. Пространственное распределение связано с зонами конвергенции течений, подводными горами и банками с мощными восходящими течениями.

В мальдивских водах перемещения мант подчиняются муссонному циклу. Во время северо-восточного муссона Ирувай (с декабря по апрель) течения идут на запад, создавая отличную видимость на восточных свалах и группы корма на западе. В период юго-западного муссона Хулхангу (с мая по ноябрь) вектор меняется. Океанические каналы глубиной от 200 до 1 500 м разгоняют течения до 4–6 узлов, формируя обратные вихри у рифов.

Ключевыми путями миграций на Мальдивах выступают глубокие каналы Южного Мале атолла возле Гурайдо корнер, а также остров Фувамула (атолл Гнавияни). Остров сложен тектонической скалой в Экваториальном канале между Хуваду и Адду. У Фувамулы нет лагуны: рифовое плато шириной 50–100 м обрывается на глубину более 2 000 м. Барьер встречает напор течений, вызывая подъем глубинных вод. На Фувамулу приходится свыше 85% мальдивских встреч с видом, а каталог Manta Trust насчитывает более 1000 особей.

Основным местом встреч служит Фарикеде плато на юге острова на глубинах 25–50 м. На вершинах массивных кораллов Porites расположены постоянные станции очистки. Манты зависают над рифом, подставляя тело губанам Labroides dimidiatus, рыбам-бабочкам Chaetodon kleinii и прилипалам Remora remora.

Фувамула служит единственной подтвержденной локацией на Мальдивах, где океаническую манту можно регулярно наблюдать на фиксированных станциях очистки.

Океаническая манта — крупный фильтратор открытых вод. Основу рациона составляют пелагический криль, микроскопические веслоногие рачки, личинки крабов и икра рыб. Изотопный анализ мышечных тканей подтвердил регулярное питание глубоководным планктоном и светящимися рыбами на глубинах от 400 до 1 000 м.

Через ротовую щель и жабры взрослой особи ежечасно проходит 80 000–120 000 л воды. Суточная потребность в пище составляет 1.5–2.0% от массы тела (25–40 кг планктона для особи весом 2 т). Чтобы находить такие объемы корма, манта задействует пространственную память и электросенсорную систему, выходя на границы температурных фронтов.

Кормовые маневры включают прямолинейную фильтрацию, непрерывные вертикальные кувырки через спину (сальто) в плотных группах криля (оборот на 360° занимает 6–9 секунд при радиусе 8–12 м) и цепочное питание из 3–8 особей, где ведомые перекрывают боковые вихри лидера, снижая затраты сил.

Социальные связи отличаются избирательностью. Фотоидентификация выявила стабильные партнерства между особями, сохраняющиеся на протяжении нескольких сезонов. Скаты демонстрируют синхронные маневры при океанических переходах и совместные заходы на станции очистки.

Дыхание основано на постоянном притоке воды через жабры при плавании. Щечно-глоточный насос утрачен, а брызгальца рудиментарны. Газообмен в жабрах возможен исключительно при непрерывном движении вперед со скоростью от 0.5–0.8 м/с. Остановка прекращает ток воды, вызывая гипоксию и гибель за 15–20 минут. На станциях чистки манты «спят в течении», зависая навстречу течению: течение омывает жабры, пока тело остается неподвижным относительно рифа.

В трофической иерархии океана гигантская океаническая манта занимает положение системообразующего консумента с расчетным трофическим уровнем TL 3.1–3.4. Находясь на короткой дистанции от первичных продуцентов, манта перерабатывает огромные объемы пелагического зоопланктона. Модели Ecopath with Ecosim показывают, что вид контролирует численность ракообразных пелагиали, стабилизируя экосистемы тропических широт.

Mobula birostris служит вертикальным переносчиком биогенных элементов. Совершая спуски в мезопелагиаль на глубины 500–1 400 м, скаты потребляют зоопланктон в звукорассеивающем слое, связывая углерод, азот и фосфор. Возвращаясь на рифы для обогрева и чистки, манты выделяют экскременты, обогащенные растворенным азотом (аммонием, мочевиной), ортофосфатами и железом. В бедных биогенами водах Мальдив приток микроэлементов стимулирует фитопланктон и поглощается зооксантеллами (Symbiodiniaceae) в тканях рифовых кораллов, стимулируя рост полипов.

Нарушение пелагического планктонного баланса затрагивает первичную продуктивность вод атоллов и через трофические связи сказывается на состоянии коралловых рифов.

Экономическая модель сохранения популяции подтверждает выгоду живой природы. Согласно исследованиям мегафауны (O'Malley et al., PLOS ONE), разовая выгода браконьера от вылова ската и срезки жаберных пластин составляет от $200 до $500. За 40–50 лет жизни та же особь, посещающая станции чистки, приносит экономике Мальдив от $1 млн до $1.5 млн дохода от дайвинг-туров, сбора Green Tax, отелей и рабочих мест для мальдивцев.

Научная летопись открытия гигантской океанической манты охватывает более 200 лет. Первое валидное описание вида датируется 1792 годом. Немецкий естествоиспытатель Иоганн Юлиус Вальбаум в труде Petri Artedi sueci Genera piscium (часть 3, стр. 535) описал рыбу под именем Raja birostris («двухрогий скат») по рисункам и судовым журналам из тропической Атлантики. Музейного голотипа Вальбаум не сохранил, что вызвало длительные споры систематиков.

В 1829 году британский врач и естествоиспытатель Эдвард Натаниэль Бэнкрофт на Ямайке предложил выделить скатов с терминальным ртом в род Manta (от испанского слова manta, означающего плащ или одеяло). На протяжении 150 лет господствовала догма о монотипии рода: все формы считались проявлениями изменчивости вида Manta birostris, а описанная Жераром Краффтом в 1868 году форма Manta alfredi отвергалась как синоним.

Перелом наступил в XXI веке благодаря исследованиям доктора Андреа Маршалл в Мозамбике. С помощью точных лазерных замеров под водой и детального анализа чешуи биолог Андреа Маршалл в 2009 году доказала самостоятельность двух видов и восстановила статус рифовой манты. На Мальдивах работы возглавила программа MMCP (Manta Trust) на Фувамуле, отслеживающая перемещения мант с помощью меток PSAT.

1. 1792

   Иоганн Юлиус Вальбаум научно описывает вид под биноменом Raja birostris по атлантическим материалам

2. 1829

   Эдвард Бэнкрофт учреждает самостоятельный род Manta для гигантских рогатых скатов

3. 1995

   Правительство Мальдивской Республики законодательно запрещает любой вылов и экспорт мант

4. 2009

   Андреа Маршалл разграничивает рифовую и океаническую мант, восстановив статус самостоятельных видов

5. 2020

   Международный союз охраны природы повышает статус вида до Endangered из-за глобального падения популяций

Положение гигантской океанической манты в отряде хвостоколообразных (Myliobatiformes) и семействе рогачевых (Mobulidae) подверглось пересмотру методами молекулярной кладистики. Исторически семейство разделяли на два рода: Manta (терминальный рот, беззубая верхняя челюсть, диск до 7 м) и Mobula (субтерминальный рот, зубы на обеих челюстях, диск до 3.5 м). Терминальный рот долго считался признаком высокого ранга.

Ситуацию изменило исследование Уильяма Уайта (William T. White et al., 2018, Zoological Journal of the Linnean Society). Секвенирование митохондриальных геномов и ядерных маркеров показало, что оба вида рода Manta вложены внутрь рода Mobula. Океаническая манта оказалась генетически ближе к серповидному рогачу (Mobula tarapacana), чем тот — к сородичам своего рода. Сохранение рода Manta делало Mobula парафилетическим. Род Manta признан младшим синонимом рода Mobula, а валидным научным именем океанической манты утверждено Mobula birostris (Walbaum, 1792).

1. 1792

   Raja birostris (Walbaum) — Первоначальное описание в составе рода скатов Raja

2. 2009

   Manta birostris (Marshall et al.) — Подтверждение самостоятельного видового статуса океанической манты

3. 2018

   Mobula birostris (White et al.) — Филогенетический перенос в расширенный монофилетический род Mobula