Морская звезда Pisaster ochraceus

Pisaster ochraceus — вид морских звезд из семейства Asteriidae, распространённый вдоль тихоокеанского побережья Северной Америки от Аляски до Калифорнии. Относится к классу морских звезд (Asteroidea), типу иглокожих (Echinodermata). Является крупным хищником, играющим ключевую роль в структуре приливно-отливных экосистем, в частности, как объект классических исследований экологической концепции «ключевого вида» (keystone species).

Описание и внешний вид

Тело Pisaster ochraceus имеет форму пятилучевой звезды с толстыми, короткими и тупыми лучами (руками). Окраска варьирует от ярко-оранжевого, жёлтого и коричневого до фиолетового и красного. Цвет обусловлен пигментом, который может меняться в зависимости от рациона, возраста и условий среды. Молодые особи часто имеют более бледную окраску. Размер взрослой особи достигает от 25 до 40 см в диаметре (от кончика одного луча до кончика противоположного). Масса тела может составлять до 1,5 кг.

Кожа звезды покрыта известковыми пластинками (скелетными элементами), образующими прочный, но гибкий панцирь. На поверхности тела расположены мелкие шипики и педицеллярии — крошечные щипчики, которые очищают поверхность от обрастаний и мусора. На нижней стороне каждого луча находятся амбулакральные ножки — многочисленные трубчатые выросты, работающие по гидравлическому принципу. С их помощью звезда передвигается, прикрепляется к субстрату и захватывает добычу.

Ареал и среда обитания

Pisaster ochraceus обитает в литоральной и сублиторальной зонах (от верхней границы приливов до глубины около 90 метров). Наиболее часто встречается на скалистых побережьях, в зоне приливов и отливов, где может переносить длительное осушение. Встречается также на каменистых и песчаных грунтах, на рифах и в зарослях водорослей. Ареал простирается от острова Принца Уильяма (Аляска) до южной Калифорнии (США). В пределах ареала вид является обычным и массовым.

Питание и хищничество

Pisaster ochraceus — хищник, питающийся преимущественно двустворчатыми моллюсками, в первую очередь мидиями (род Mytilus), а также устрицами, морскими блюдечками, хитонами, усоногими раками и другими беспозвоночными. Способ охоты уникален: звезда находит добычу, обхватывает её лучами и прикрепляется амбулакральными ножками к створкам раковины. Затем она выворачивает свой желудок через рот и обволакивает им мягкие ткани жертвы. Пищеварение происходит вне тела звезды: ферменты, выделяемые желудком, переваривают добычу, после чего полужидкая пища всасывается. Этот процесс может занимать от нескольких часов до нескольких суток.

Pisaster ochraceus способен открывать раковины моллюсков, не прилагая больших усилий: он использует длительное, непрерывное мышечное усилие, которое утомляет мышцы-замыкатели жертвы. В отличие от некоторых других морских звёзд, он не проделывает отверстий в раковине.

Роль в экосистеме

Pisaster ochraceus считается классическим примером «ключевого вида» (keystone species). Эта концепция была впервые сформулирована американским экологом Робертом Пейном в 1966 году на основе экспериментов, проведённых в приливно-отливной зоне штата Вашингтон. Пейн удалил всех особей Pisaster ochraceus с экспериментального участка скалистого побережья. В результате численность мидий (основной добычи) резко возросла, они вытеснили другие виды водорослей и беспозвоночных, что привело к резкому снижению биоразнообразия. На участках, где звезда присутствовала, мидии не могли доминировать, и сообщество сохраняло высокое разнообразие видов. Таким образом, Pisaster ochraceus контролирует популяцию мидий, предотвращая монополизацию пространства и ресурсов одним видом, и поддерживает сложную структуру приливно-отливного сообщества.

В отсутствие Pisaster ochraceus приливно-отливные экосистемы могут деградировать, превращаясь в монокультуру мидий. Этот вид также является добычей для некоторых хищников, включая морских выдр, чаек, крабов и крупных рыб.

Размножение и жизненный цикл

Pisaster ochraceus раздельнопол. Оплодотворение наружное: самцы и самки одновременно выбрасывают в воду половые продукты (сперматозоиды и яйцеклетки). Размножение происходит весной и летом, обычно в мае-июне. Плодовитость самки может достигать нескольких миллионов яиц за один нерест.

Из оплодотворённой яйцеклетки развивается планктонная личинка — бипиннария, которая ведёт планктонный образ жизни в течение нескольких недель. Затем личинка оседает на дно, претерпевает метаморфоз и превращается в крошечную (около 1 мм) пятилучевую звезду. Молодые особи растут медленно, половозрелости достигают в возрасте 3–5 лет. Продолжительность жизни в дикой природе может составлять до 20–30 лет.

Угрозы и статус популяции

В настоящее время Pisaster ochraceus не считается находящимся под угрозой исчезновения видом. Однако его популяции могут испытывать локальные угрозы:

• Синдром истощения морских звёзд (Sea Star Wasting Syndrome) — инфекционное заболевание, вызываемое вирусом или бактерией, которое приводит к массовой гибели особей. В 2013–2014 годах на западном побережье США и Канады наблюдалась крупная вспышка этого синдрома, которая привела к значительному сокращению численности Pisaster ochraceus и других видов морских звёзд. В некоторых районах популяция сократилась на 90–100%. Восстановление идёт медленно.
• Загрязнение прибрежных вод (нефтепродукты, пестициды, тяжёлые металлы) может негативно влиять на личинок и взрослых особей.
• Изменение климата (повышение температуры воды, закисление океана) может снижать репродуктивный успех и выживаемость личинок.
• Сбор в качестве сувениров (в некоторых регионах).

Значение для человека

Pisaster ochraceus не имеет прямого коммерческого значения. Однако он является важным объектом научных исследований в области экологии, эволюционной биологии и физиологии. Его роль как ключевого вида делает его индикатором здоровья приливно-отливных экосистем. Изучение его способности к регенерации (восстановлению утраченных лучей) представляет интерес для биомедицины.

Интересные факты

• Pisaster ochraceus способен регенерировать утраченные лучи. Если звезда теряет один или несколько лучей, она может восстановить их за несколько месяцев.
• Взрослые особи могут переносить кратковременное осушение во время отлива, оставаясь на скалах без воды до 8–10 часов.
• Цвет звезды может меняться в зависимости от температуры воды и её рациона. Например, особи, питающиеся мидиями, часто имеют более тёмную окраску.
• Название рода Pisaster происходит от греческих слов pison (горох) и aster (звезда), что, вероятно, связано с формой тела.

Источники

1. Paine, R. T. (1966). Food web complexity and species diversity. The American Naturalist, 100(910), 65-75.
2. Menge, B. A., & Sutherland, J. P. (1976). Species diversity gradients: synthesis of the roles of predation, competition, and temporal heterogeneity. The American Naturalist, 110(973), 351-369.
3. Harvell, C. D., et al. (2014). Disease epidemic and a marine heat wave are associated with the widespread die-off of sea stars. Science Advances, 5(5), eaau7042.
4. Morris, R. H., Abbott, D. P., & Haderlie, E. C. (1980). Intertidal Invertebrates of California. Stanford University Press.
5. Kozloff, E. N. (1993). Seashore Life of the Northern Pacific Coast. University of Washington Press.