Как остановить инвазивную рыбу-льва? Возможно, с помощью роботов-уборщиков

“Проблема с рыбами-львами в том, что они похожи на кошмар Дарвина”, – сказал Оливер Стидс, стоя на палубе судна Baseline Explorer.

Позднее полуденное солнце палило на 146-футовое исследовательское судно, стоявшее на якоре в гавани Святого Георгия на северо-востоке Бермудских островов. Листья океанской воды высушили позолоченный подводный аппарат, припаркованный рядом со Стидсом, директором проекта по исследованию океанских глубин под названием “Нектон”, пока он рассказывал об основных принципах борьбы с инвазивными видами.

“Рыба-лев прокладывает себе путь через пищевую цепь, потому что у нее нет хищников”, – сказал Стидс.

Первые наблюдения за рыбами-львами произошли у побережья Флориды в середине 1980-х годов. Рыбы-львы родом из Индо-Тихоокеанского региона, но благодаря своим рубиновым полосам и кинжалоподобным шипам они пользуются популярностью у владельцев экзотических домашних животных. Сейчас ученые считают, что именно американские владельцы выбрасывали взрослых львиных рыб в общественные воды, что позволило местной популяции закрепиться. (Известно, что в 1992 году ураган Эндрю смыл аквариум с шестью рыбами-львами в залив Бискейн, штат Флорида, который люди часто неточно называют началом вторжения).

С тех пор рыбы-львы Результат: Водоросли буйно расцвели, задушив экосистемы рифов на глубине 150-200 футов. Коралловый покров местами сократился на 88 процентов, а губковый – на 96 процентов.

Карта распространения рыбы-льва на основе наблюдений с 1985 по 2015 год. Данные Геологической службы США. Изображение Адама Саррафа

“В водах США, как мы знаем, рыбы-львы поедают ряд экономически важных видов, таких как луциан, групер и даже лангуст, – говорит эколог Джеймс Моррис из Национальной океанической службы NOAA. Более того, рыбы-львы быстро размножаются. Одна самка размножается каждые два-три дня и может отложить 2 миллиона яиц за год.

Два вида рыб-львов –

Слева: морской эколог Крис Флук разделывает рыбу-льва. Флук был одним из первых, кто заметил нашествие львиных рыб на Бермудские острова в начале 2000-х годов. Справа: Алекс Чекер из Фонда поддержки океана держит взрослую рыбу-льва перед препарированием. Фото Меган Криггер

Заметив захватчиков, Флук провел первые эксперименты, в ходе которых он поместил в отдельные аквариумы рыбу-льва и доминирующего хищника бермудских рифов. Затем он собрал в закрытом отсеке молодь леща, которая, как он подозревал, никогда не контактировала с групером или рыбой-львом.

“[Лещи] поступили именно так, как мы и предполагали. Они держались подальше от групера, потому что знали, что в какой-то момент групер попытается их съесть”, – сказал Флук. “В аквариуме с рыбой-львом было удивительно, как быстро лещи подплывали к рыбе-льву, чтобы попытаться спрятаться рядом с ней. Львиная рыба съела всех до единого”.

По мере того как нашествие росло, Флук и группа местных дайверов основали Бермудскую оперативную группу по борьбе с рыбой-львом, которая проводит ежедневные погружения и рыболовные турниры, чтобы избавить свои воды от этого инвазивного вида.

В тот осенний день, когда группа ела свой улов на лодке, Флук и другие бермудцы рассказывали истории о рыбах-львах, и Энглу пришла в голову одна мысль.

“Он задумал создать робота для уничтожения рыбы-льва”, – вспоминает Джеффри Гарднер, коренной житель Бермудских островов, друг Энгла и выпускник Массачусетского технологического института. “И это было началом RISE”.

AutoZap

После завершения поездки Энглы заложили основу для создания компании Robots in Service of the Environment (RISE).

Независимая некоммерческая компания набрала целую лигу инженеров и ученых – все они добровольцы – для создания скайнета для рыбы-льва. Гарднер, например, координирует тестирование роботов. Эд Уильямс, конструктор ROV (дистанционно управляемых подводных аппаратов) из компании Robo Nautica в Калифорнии, в выходные дни участвует в разработке прототипов.

Исполнительным директором группы был назначен Джон Рицци, отставной предприниматель и ветеран ВМС. “Чтобы решить проблему рыбы-льва в Западной Атлантике, нужны, возможно, тысячи машин”, – сказал Рицци. “Для этого нужно уметь создавать их надежно и недорого”.

Две конструкции ROV лидируют в этом направлении. Одна модель оснащена копьеметалкой, что соответствует тому, как люди-ныряльщики обычно добывают рыб-львов. Вторая модель будет убивать львиную рыбу током с помощью роботизированной руки, оснащенной двумя металлическими электродами.

“Когда электроды оказываются по обе стороны от рыбы, вы, по сути, бьете ее током”, – сказал Рицци. Для начала каждая модель будет оснащена видеокамерами, чтобы пилот мог управлять АДУ с берега или с лодки. Но долгосрочный план команды – автономные подводные роботы, которые будут самостоятельно охотиться на львиных рыб.

В другом ведущем прототипе RISE для отлова рыбы-льва используется копье, работающее под давлением. Копье считается гуманным методом сбора рыбы-льва. Эта модель начнет полевые испытания в сентябре. Фото Эда Уильямса, Robo Nautica

Одним из первых шагов в разработке, особенно для модели зэппера, является наблюдение за тем, как львиная рыба может отреагировать на приближающегося робота. Но в этом есть одно преимущество для команды RISE. Из-за своих ядовитых колючек у рыбы-льва мало хищников. Поэтому они не убегают автоматически, когда к ним приближаются.

Чтобы уберечь других рыб, находящихся поблизости, от удара током, Рицци и другие разработчики полагаются на химические свойства океана. Соленая вода обладает высокой электропроводностью, поэтому они ожидают, что она будет действовать почти как прямой провод между двумя электродными пластинами. Команда испытывает механизм шокирования на львиных рыбах в аквариумах, прежде чем выпустить конструкцию в океан. RISE надеется, что эти роботы понравятся рыбакам, которые ищут способы поставлять рыбу-льва в рестораны – растущий устойчивый рынок.

Моррис, который не участвует в проекте RISE, сказал, что NOAA активно занимается созданием инструментов для отлова львиных рыб в самых глубоких частях рифа. Эта перспектива включает в себя робототехнику.

“Мы очень рады возможности применения робототехники для сохранения морской среды”, – сказал Моррис. “Но будет ли робот, убивающий львиную рыбу, практичным или нет, еще предстоит выяснить. По его словам, одним из поводов для беспокойства является точность – или способность отличать рыбу-льва от других рыб.

На глубине

Группа молодых рыб с Бермудских островов, помещенная в аквариум с рыбой-львом, инстинктивно не держит дистанцию, пока не становится слишком поздно. Изображение Тима Нойеса, Бермудский институт океанических наук

Бермуды не случайно были выбраны в качестве испытательного полигона для этих роботов. Местные ученые недавно узнали, что нашествие львиных рыб на острове может отличаться от остальных в Западной Атлантике. Вдоль побережья США и в Карибском бассейне мелководные рифы обычно подвергаются нашествию львиных рыб.

“Фактически, они переполнены”, – говорит эколог рифов Гретхен Гудбоди-Грингли из Бермудского института океанических наук. “Но здесь, на Бермудах, мы, похоже, имеем некоторую защиту на мелководье”.

Благодаря гранту, полученному в 2013 году от Министерства окружающей среды, продовольствия и сельского хозяйства Великобритании, Гудбоди-Грингли и ее коллеги провели погружения вокруг острова для отслеживания популяций львиных рыб. В предстоящей публикации в журнале Marine Ecology Progress Series они сообщают, что бермудские рыбы-львы собираются в самые плотные популяции на глубоких рифах, расположенных на глубине 200 футов под водой. В других районах, таких как Северная Каролина, Флорида, Мексиканский залив и Багамские острова, отмечается высокая плотность львиных рыб на мелководье, ближе к берегу.

В районе Бермудских островов львиная рыба тоже отличается. “В целом, нас больше всего беспокоят ракообразные, потому что удивительно, как много их потребляется”, – говорит Кори Эдди, будущий аспирант Массачусетского университета в Дартмуте. Эдди, который является первым автором предстоящего исследования, добавил, что красные ночные креветки “принимают на себя самый большой удар, который только можно себе представить”. Эти пугливые существа, похоже, теряют бдительность перед рыбами-львами, иногда даже принимая хищников за камни.

В один момент эти ракообразные прячутся, а в другой – становятся обедом. Подобная наивность встречается и у молоди рыб.

Рыбы-львы также нарушают экосистемы рифов, нападая на детенышей синеголовых рачков и других чистых рыб. “Станции очистки – это участки рифа, где наши [местные] хищники не едят других рыб, – говорит Флук. Подобно тому, как мы ходим к врачам на осмотр, у рифовых рыб есть такие участки, которые являются зонами, где нельзя питаться. Вот только рыбы-львы их не соблюдают. По словам Флука, рыбы-львы нападают на эти станции очистки в водах Бермудских островов, поедая не только чистильщиков, но и всех рыб, нуждающихся в чистке.

Красная ночная креветка (Rhynchocinetes rigens; слева) – самая популярная добыча рыбы-льва в водах Бермудских островов. Инвазивные хищники также питаются голубыми морскими окунями, которые выводят паразитов из других видов рыб. Фотографии Franco Banfi (слева) и Paul Starosta/via Getty Images

Это дилемма, и Бермудская целевая группа по борьбе с рыбами-львами, членами которой также являются Эдди и Гудбоди-Грингли, решает проблему нашествия вокруг мелководных кораллов. Члены группы даже совершают опасные технические погружения с аквалангом на глубину 200 футов, чтобы поймать рыбу-льва.

“Это риск каждый раз, когда мы надеваем ребризер и опускаемся на глубину 200 футов”, – говорит Гудбоди-Грингли. Вот почему она, Флук и другие объединились с компаниями Nekton и RISE. Компания Nekton использует свои подводные аппараты для оценки популяции львиных рыб на глубине менее 200 футов, а робот компании RISE может стать более безопасной альтернативой ручному отлову львиных рыб на рискованных глубинах.

Очевидно, что в данном случае рыбы-львы платят за наши ошибки своей жизнью.

Но справедливо ли это по отношению к рыбам-львам? Конечно, люди создали эту проблему, которая угрожает красным ночным креветкам, синеголовым морским окуням и бесчисленному множеству других животных. Однако рыба-лев – это тоже живое существо, которое не специально мигрировало в наши воды.

“Часто мы обвиняем рыбу”, – сказал NewsHour биолог Института благополучия животных Ди Джей Шуберт. “Очевидно, что в данном случае рыбы-львы платят за наши ошибки своими жизнями”.

Гретхен Гудбоди-Грингли препарирует рыбу-льва в лаборатории Бермудского института океанических наук. Фото Меган Криггер

Ни Шуберт, ни AWI не выступают за убийство, особенно за бесчеловечное убийство любого вида, но, по его словам, в данном случае наука достаточно ясно показывает, что рыбы-львы действительно оказывают негативное влияние на экосистему.

“В той мере, в какой эксперты считают, что рыб-львов нужно убивать, мы просто говорим, что это нужно делать максимально гуманно”, – сказал Шуберт.

Именно здесь он начинает нервничать по поводу роботов для уничтожения львиных рыб. Он опасается, что роботы могут оставить дверь открытой для жестокого обращения с животными. Копье считается самым гуманным способом уничтожения львиных рыб, но что если робот с копьем промахнется? У робота-пулемета есть гуманное преимущество эволюции – другие рыбы убегут, а львиная рыба – нет. Тем не менее, всегда есть шанс, что рыбаки могут нацелиться на другой смелый вид.

Джеймс Моррис из NOAA согласен с тем, что программы по уничтожению львиных рыб должны быть гуманными. Но он не видит никаких этических проблем в использовании рыбы-льва в качестве коммерческого ресурса для поддержания естественного баланса экосистем.

“Но если мы ищем этический вопрос, то это вопрос, связанный с интродукцией неместных видов и воздействием, которое она оказывает на регион и биоразнообразие этих очень важных мест”, – сказал Моррис. По его словам, обсуждался вопрос об ограничении импорта восьми или около того видов рыб-львов, но в настоящее время федеральное правительство официально не отслеживает, сколько рыб-львов попадает в страну или их популяции в американских водах. Флорида, однако, запретила весь импорт рыбы-льва в штат в 2014 году.

Моррис не верит, что программы отлова смогут полностью искоренить рыб-львов в Атлантике. Их просто слишком много. Но NOAA уверена, что планы борьбы с рыбами-львами могут эффективно защитить природоохранные зоны, такие как национальные парки, морские заповедники и заказники. Эти планы будут заканчиваться принудительным удалением рыбы-льва из охраняемых зон и начинаться с предотвращения попадания рыбы-льва в аквариумную торговлю.

“Поэтому профилактика является здесь абсолютно ключевым моментом в плане работы с общественностью”, – сказал Моррис.

Генетический анализ утверждает, что все рыбы-львы в Атлантике произошли от менее чем 10 самок львов. Если вы увидите рыбу-льва в природе, вы быстро поймете, почему этот процесс занял 30 лет. Рыба-лев медленно передвигается по коралловому дну, и этот скрытный хищник редко уходит далеко от дома. Эдди описал их шествие по морю как маленькие гранаты, рассыпающиеся по воде. Медленное ползание к неопределенному концу.

Выше: 3D-рендеринг робота-уборщика львиных рыб, разрабатываемого компанией Robots in Service of the Environment (RISE). Прототип будет использовать руку робота с двумя металлическими электродами на конце для поражения инвазивных львиных рыб электрическим током. Затем оглушенные рыбы будут собираться в центральной камере для использования в качестве пищи. Фото Эда Уильямса, Robo Nautica”.

Глубже

Нсикан Акпан – цифровой научный продюсер PBS NewsHour и один из создателей отмеченной наградами цифровой серии NewsHour ScienceScope.

Мэтт Эрикс – продюсер общего назначения в программе PBS NewsHour. Он также является одним из создателей отмеченного наградами веб-сериала ScienceScope. До того, как присоединиться к команде вещания и цифрового производства, Мэтт оказывал наставническую и творческую поддержку новому поколению рассказчиков в студенческой репортерской лаборатории PBS NewsHour.

Поддержка предоставляется: Узнать больше

Просветите свой почтовый ящик

Подпишитесь на Here’s the Deal, наш информационный бюллетень о политике, чтобы получить аналитическую информацию, которую вы не найдете больше нигде.

Source: pbs.org