Як зупинити інвазивну рибу-лева? Можливо, за допомогою роботизованого затискача

“Проблема з левовою рибою в тому, що вона схожа на кошмар Дарвіна”, – сказав Олівер Стідс, стоячи на палубі корабля “Базлайн Експлорер”.

Над 146-футовим дослідницьким судном, що стояло на якорі в гавані Сент-Джордж на північному сході Бермудських островів, сідало надвечірнє сонце. Позолочений підводний апарат, припаркований поруч зі Спідсом, директором проекту глибоководного дослідження океану під назвою “Місія Нектон”, висихав від океанської води, коли він розповідав про основи інвазивних видів.

“Риба-лев прокладає собі шлях через харчовий ланцюг, тому що у них немає хижаків”, – сказав Стівідс.

Перші спостереження за рибою-левом відбулися біля узбережжя Флориди в середині 1980-х років. Риби-леви родом з Індо-Тихоокеанського регіону, але завдяки своїм рубіновим смугам і кинджалоподібним хребтам вони стали улюбленцями серед власників екзотичних домашніх тварин. Зараз вчені вважають, що саме американські власники, які скидали дорослих левових риб у громадські водойми, дозволили місцевій популяції закріпитися. (У 1992 році ураган Ендрю, як відомо, змив акваріум з шістьма левовими рибами в затоку Біскейн, штат Флорида, що люди часто неточно називають початком вторгнення).

З тих пір риби-лев дали результат: Водорості буйно розцвіли, задушивши рифові екосистеми на глибині від 150 до 200 футів. Кораловий покрив місцями скоротився на 88 відсотків; покриття губок – на 96 відсотків.

Карта поширення левової риби на основі спостережень з 1985 по 2015 рік. Дані Геологічної служби США. Зображення Адама Саррафа

“У водах США ми знаємо, що лев’яча риба споживає низку економічно важливих видів, таких як окунь, групер і навіть колючий омар”, – сказав океанолог Джеймс Морріс з Національної океанічної служби NOAA. Більш того, риба-лев швидко розмножується. Одна самка нереститься кожні два-три дні і може відкласти 2 мільйони ікринок за рік.

Два види риб-левів –

Зліва: Морський еколог Кріс Флук обробляє філе риби-лева. Флук був одним з перших, хто помітив вторгнення бермудських риб-левів на початку 2000-х років. Праворуч: Алекс Чекер з Фонду підтримки океану тримає дорослу левову рибу перед дослідницьким препаруванням. Фото Меган Кріггер

Коли він помітив загарбників, Флук провів перші експерименти, в яких помістив в окремі акваріуми рибу-лев і домінуючого рифового хижака Бермудських островів. Потім він зібрав молодь ляща із закритої бухти, яка, як він підозрював, ніколи не контактувала з групером або левовою рибою.

“[Лящ] зробив саме те, що ми думали. Вони трималися подалі від групера, тому що знали, що в якийсь момент групер спробує їх з’їсти”, – сказав Флук. “У акваріумі з левовою рибою було дійсно дивно, як швидко лящі підпливали до левової риби, щоб спробувати сховатися поруч з нею. Риба-лев з’їла всіх до єдиного”.

По мірі того, як нашестя зростало, Флук і група місцевих дайверів заснували Бермудську оперативну групу по боротьбі з рибою-лев, яка проводить щоденні занурення і рибальські турніри, щоб позбавити свої води від інвазивного виду.

Того осіннього дня, коли група їла свій улов на човні, Флук та інші бермудці розповідали ці історії про рибу-лев, і Енглу спало на думку.

“Він задумав побудувати робота, який би вбивав левових риб”, – згадував Джеффрі Гарднер, корінний бермудський житель, друг Енджела і його колега-випускник Массачусетського технологічного інституту (MIT). “І це було початком RISE”.

Автозарядка

Після завершення поїздки Енглз заклав фундамент компанії “Роботи на службі довкілля” (RISE).

Незалежна, некомерційна компанія найняла лігу інженерів і науковців – усіх добровольців – для створення скайнету для левових риб. Гарднер, наприклад, координує тестування роботів. Тим часом Ед Вільямс, конструктор ROV (дистанційно керованого підводного апарату) в компанії Robo Nautica в Каліфорнії, у вихідні дні займається розробкою прототипів.

Джон Ріцці, підприємець у відставці і ветеран ВМС, був призначений виконавчим директором групи. “Для того, щоб атакувати проблему риби-лева в Західній Атлантиці, вам знадобляться, можливо, тисячі машин”, – сказав Ріцці. “Для цього потрібно вміти будувати їх надійно і недорого”.

Дві конструкції ROV лідирують в цьому напрямку. Одна модель має рушницю зі списом, подібно до того, як люди-дайвери зазвичай виловлюють рибу-лева. Друга модель буде вбивати левову рибу електричним струмом за допомогою роботизованої руки, оснащеної двома металевими електродами.

“Коли зонди дістаються до обох боків риби, ви фактично б’єте її струмом”, – сказав Ріцці. Для початку кожна модель буде оснащена відеокамерами, щоб пілот міг керувати роботами з берега або всередині човна. Але довгостроковий план команди – це автономні підводні роботи, які полюватимуть на рибу-лева самостійно.

Інший провідний прототип RISE буде використовувати рушницю для відлову левових риб, що працює під тиском. Спис вважається гуманним методом вилову левових риб. Польові випробування цієї моделі розпочнуться у вересні. Фото Еда Вільямса, Robo Nautica

Одним з перших кроків у розробці, особливо для моделі zapper, є спостереження за тим, як риба-лев може відреагувати на наближення робота. Але є одна перевага для команди RISE. Через свої отруйні колючки, левині риби мають мало хижаків. Як результат, вони не тікають автоматично, коли до них наближаються.

Щоб уберегти інших риб, що знаходяться поблизу, від ураження електричним струмом, Ріцці та інші дизайнери покладаються на хімію океану. Солона вода має високу провідність, тому вони очікують, що вона повинна діяти майже як прямий дріт між двома електродними пластинами. Команда тестує шоковий механізм на левових рибах в акваріумах, перш ніж розгортати конструкцію в океанах. RISE сподівається, що ці роботи зацікавлять рибалок, які шукають способи постачати левову рибу в ресторани – зростаючий стійкий ринок.

Морріс, який не бере участі в проекті RISE, сказав, що NOAA активно займається створенням інструментів для вилову риби-лева в найглибших частинах рифу. Ця перспектива включає в себе робототехніку.

“Ми дуже схвильовані застосуванням робототехніки в охороні морських ресурсів”, – сказав Морріс. “Але чи буде робот, що вбиває рибу-лев, практичним, чи ні, ще належить з’ясувати. Точність – або його здатність відрізняти рибу-лев від інших риб – є однією з причин для занепокоєння”, – сказав він.

На глибину

Група молодих риб з Бермудських островів, поміщена в акваріум з рибою-левом, інстинктивно не дотримується дистанції, поки не стає надто пізно. Зображення Тіма Нойєса, Бермудський інститут наук про океан

Бермудські острови не випадково були обрані полігоном для випробувань цих роботів. Місцеві вчені нещодавно дізналися, що нашестя риб-левів на острові може відрізнятися від решти Західної Атлантики. Уздовж узбережжя США і в Карибському басейні мілководні рифи, як правило, захоплені рибою-левом.

“Вони фактично переповнені”, – сказала еколог рифів Гретхен Гудбоді-Грінглі з Бермудського інституту океанологічних наук. – “Але тут, на Бермудських островах, рифи переповнені. “Але тут, на Бермудських островах, ми, здається, дещо захищені на мілководді”.

Завдяки гранту, отриманому у 2013 році від Департаменту навколишнього середовища, продовольства і сільських справ Великої Британії, Гудбоді-Грінглі та її колеги здійснили занурення навколо острова з метою відстеження популяцій риби-лева. У майбутній публікації в серії “Marine Ecology Progress Series” вони повідомляють, що бермудські риби-лев збираються у найщільніші популяції на глибоких рифах, розташованих на глибині 200 футів під водою. В інших районах – таких як Північна Кароліна, Флорида, Мексиканська затока і Багамські острови – зафіксовано рекордно високу щільність риби-лев на мілководді, ближче до берега.

Біля Бермудських островів піднебіння риби-лева також відрізняється. “В цілому, ми найбільше стурбовані ракоподібними, тому що дивно, скільки їх споживається”, – сказав Корі Едді, майбутній аспірант Дартмутського університету штату Массачусетс. Едді, який є першим автором майбутнього дослідження, додав, що червоні нічні креветки “користуються найбільшим попитом, який тільки можна собі уявити”. Ці полохливі істоти, схоже, втрачають пильність біля риб-левів, навіть іноді приймаючи хижаків за каміння.

Однієї хвилини ці ракоподібні ховаються, а наступної – вони вже на обіді. Така наївність трапляється і у молодих риб.

Риба-лев також порушує екосистеми рифів, нападаючи на молодь синьоголових риб та інших риб-чистильників. “Станції очищення – це ділянки на рифі, де наші [місцеві] хижаки не їдять іншу рибу, – сказав Флук. Подібно до того, як ми ходимо до лікарів, щоб пройти обстеження, рифи мають такі зони, які схожі на зони, де не годують. За винятком риби-левиці, які не дотримуються. За словами Флука, риба-лев нападає на станції очищення у водах Бермудських островів, поїдаючи не лише очищувачів, а й усю рибу, яка потребує ремонту.

Червоні нічні креветки (Rhynchocinetes rigens; ліворуч) є найпопулярнішим об’єктом здобичі для риб-левів у бермудських водах. Інвазивні хижаки також ласують синьоголовою рибою, яка видаляє паразитів з інших видів риб. Фото Франко Банфі (ліворуч) і Пола Старости/з Getty Images

Це дилема, і Бермудська оперативна група “Левова риба”, членами якої також є Едді і Гудбоді-Грінглі, взялася за боротьбу з вторгненням навколо мілководних коралів. Члени групи навіть здійснюють небезпечні технічні занурення з аквалангом на глибину до 200 футів, щоб зловити рибу-лева.

“Це ризик кожного разу, коли ми вдягаємо дихальний апарат і спускаємося на глибину 200 футів”, – сказала Гудбоді-Грінглі. Саме тому вона, Флук та інші об’єдналися з компаніями Nekton і RISE. Nekton використовує свої підводні апарати для вимірювання популяції левових риб на глибинах нижче 200 футів, в той час як робот RISE може стати більш безпечною альтернативою ручному відбору левових риб на ризикованих глибинах.

Очевидно, що в даному випадку леви розплачуються за наші помилки своїм життям.

Але чи справедливо це по відношенню до левових риб? Звичайно, людина створила цю проблему, яка ставить під загрозу червону нічну креветку, синьоголову рибу та незліченну кількість інших тварин. Однак, лев’яча риба – теж жива істота, яка не мігрувала до наших вод цілеспрямовано.

“Часто ми звинувачуємо рибу, – сказав в інтерв’ю NewsHour біолог Інституту захисту тварин Ді Джей Шуберт (DJ Schubert). “Очевидно, що в даному випадку левині риби розплачуються за наші помилки своїм життям”.

Гретхен Гудбоді-Грінглі препарує левову рибу в лабораторії Бермудського інституту наук про океан. Фото Меган Кріггер

Ні Шуберт, ні AWI не виступають за вбивство, особливо негуманне вбивство будь-якого виду, але він сказав, що в даному випадку наука досить чітко вказує на те, що риба-лев справді має негативний вплив на екосистему.

“Якщо експерти вважають, що левових риб потрібно вбивати, ми просто говоримо, що це потрібно робити якомога гуманніше”, – сказав Шуберт.

Тут він починає нервувати з приводу роботів, які відловлюють левових риб. Він боїться, що роботи можуть залишити двері відчиненими для жорстокого поводження з тваринами. Спис вважається найбільш гуманним способом вбивства левових риб, але що, якщо робот-списоносець промахнеться? Робот-запобіжник має гуманну перевагу еволюції – інші риби втечуть, в той час як лев’яча риба не втече. Проте завжди є шанс, що рибалка може поцілити в інший сміливий вид.

Джеймс Морріс з NOAA погоджується з тим, що програми винищення левових риб повинні бути гуманними. Але він не бачить жодних етичних проблем у використанні левової риби як комерційного ресурсу для підтримки природного балансу екосистем.

“Але якщо ми шукаємо етичне питання, то це питання, яке стоїть за інтродукцією немісцевих видів і впливом, який вона має на регіон і біорізноманіття цих дуже важливих місць”, – сказав Морріс. За його словами, обговорювалося питання про обмеження імпорту близько восьми видів левових риб, але на даний момент федеральний уряд офіційно не відстежує, скільки левових риб потрапляє в країну або їх популяції в американських водах. Флорида, однак, заборонила весь імпорт левових риб до штату в 2014 році.

Морріс не вірить, що програми відлову можуть повністю викорінити рибу-лева з Атлантики. Їх просто занадто багато. Але NOAA впевнене, що плани контролю над левовою рибою можуть ефективно захистити природоохоронні території, такі як національні парки, морські заповідники і притулки. Ці плани закінчуються примусовим вилученням левових риб із заповідних територій і починаються з того, що левові риби не потрапляють в акваріумну торгівлю.

“Тому профілактика є абсолютно ключовим моментом у роботі з громадськістю”, – сказав Морріс.

Генетичний аналіз стверджує, що кожна левова риба в Атлантиці походить від менш ніж 10 самок левових риб. Якщо ви побачите левову рибу в дикій природі, ви швидко зрозумієте, чому цей процес зайняв 30 років. Риба-лев повільно веслує по кораловому дну, і цей хижак рідко відпливає далеко від дому. Едді описав їхній похід через моря як маленькі гранати, що приправляють воду перцем. Повільне повзання до невизначеного кінця.

Вище: Це 3D-візуалізація робота-збирача риби-лев, який розробляється організацією “Роботи на службі у довкілля” (RISE). Прототип буде використовувати руку робота з двома металевими електродами на кінці для ураження електричним струмом інвазивної риби-лев. Оглушені риби потім збиратимуться в центральній камері для використання в їжу. Фото Еда Вільямса, Robo Nautica”

Зануритись глибше

Нсікан Акпан – цифровий науковий продюсер PBS NewsHour і співтворець відзначеного нагородами цифрового серіалу NewsHour “ScienceScope”.

Метт Ерікс – продюсер загального призначення на PBS NewsHour. Він також є співавтором відзначеного багатьма нагородами веб-серіалу “ScienceScope”. До того, як приєднатися до команди телевізійного та цифрового виробництва, Метт надавав наставницьку та творчу підтримку наступному поколінню оповідачів у Студентській лабораторії репортажу PBS NewsHour.

Підтримка надана: Дізнатися більше

Навчіть свою поштову скриньку

Підпишіться на Here’s the Deal, наш політичний бюлетень для аналізу, який ви не знайдете більше ніде.

Source: pbs.org