Hver vinter ud for den vestlige spids af den caribiske ø Little Cayman, tusindvis af truede Nassau havabborre samles for at gyde under fuldmånens lys. Fiskene pakker koralrevet, og når ritualet begynder, styrter individuelle hunner ud af kampen lige op mod overfladen med flere hanner på jagt. Under disse lodrette udbrud frigiver hunnerne deres æg, og hannerne skubber for at befrugte dem, og efterlader mælkeagtige faner, der driver i det måneskinne hav.
Disse dyrebare befrugtede æg er motoren, der driver den stadig begrænsede genopretning af dette kritisk truet art, der er et nøglerev-rovdyr og engang var målet for et vigtigt fiskeri i Caribien. Men hvor ender disse æg, efter at de er smidt ud?
Forskere ved University of California San Diego's Scripps Institution of Oceanography, Oregon State University (OSU) og bevaringsorganisationen Reef Environmental Education Foundation (REEF) gik sammen med Cayman Islands Department of the Environment for at løse dette spørgsmål ved fysisk at spore skyer af små, gennemsigtige Nassau havabborreæg gennem natten med et undervandsmikroskop udviklet af Scripps Oceanography Marine Physical Laboratory-forsker Jules Jaffe.
I en ny undersøgelse, offentliggjort 9. maj i Afvikling af Royal Society B, viser forskerne, at befrugtede æg fra gydestedet Little Cayman flød tilbage på rev andre steder på øen i 2017. Med udgangspunkt i disse direkte observationer og havstrømsdata indsamlet på gydende nætter ved Little Cayman brugte holdet også en computermodel til at undersøge hvor de befrugtede æg sandsynligvis gik i 2011 og 2016.
Modellen forudsagde, at mange af den baby-Nassau grouper endte tilbage på Little Cayman i 2011, et forslag, der falder sammen med tidligere forskning viser, at reproduktionssæsonen 2011 førte til en betydelig befolkningstilvækst omkring Little Cayman. For 2016 forudsagde modellen, at strømme førte nogle befrugtede æg til den nærliggende ø Grand Cayman - en bestand af Nassau grouper, der ikke er kommet sig så godt som den på Little Cayman.
Undersøgelsen, finansieret af Cooperative Institute for Marine Ecosystems and Climate, National Science Foundation, UC San Diego, UC-kontoret for præsidenten, og UC-HBCU Oceans as a Bridge Program, demonstrerer, hvordan reproduktiv succes og den endelige destination for grouperæggene kan variere fra år til år, samtidig med at de viser, at lokale bevaringsforanstaltninger for at beskytte Nassau grouper booster lokale befolkninger og nogle gange giver afsmittende fordele til naboøerne.
"Denne undersøgelse hjælper os med at forstå en af de vigtigste fysiske processer bag enhver befolkningsvækst eller bevarelsessucces, vi ender med at se for denne vigtige, truede revfisk," sagde Brian Stock, undersøgelsens første forfatter, der udførte forskningen som en del af sin ph.d. Scripps og som nu er videnskabsmand ved Norges Havforskningsinstitut. "At få dette gjort var en enorm teknisk udfordring, som virkelig gavnede ved at samle den brede ekspertise fra Scripps-forskere."
Der var engang millioner af Nassau grouper i Caribien, men deres spektakulære fuldmånesammenlægninger gjorde dem til lette mål for fiskere. I 1980'erne var de fleste bestande gået stejlt tilbage, og mange gydesammenlægninger blev ikke længere dannet. Caymanøernes regering vedtog midlertidige beskyttelser, der stoppede fiskeriet i 2003, og etablerede permanente beskyttelser i 2016, der omfattede intet fiskeri i gydeperioden (december til april) samt størrelses- og antalsbegrænsninger året rundt.
På Little Cayman gjorde beskyttelsen det muligt for Nassau grouper-bestanden at komme sig fra omkring 2,000 fisk til omkring 7,000 i 2018. I samme tidsperiode voksede befolkningen omkring den nærliggende Cayman Brac fra omkring 500 til 2,000. Grand Caymans befolkning har endnu ikke vist tegn på bedring, men bevaringsforanstaltninger udgør et væsentligt grundlag for et stort reproduktivt år for at genstarte befolkningen.
Et af de vigtigste forskningsresultater fra Grouper Moon Project, et bevaringsvidenskabeligt partnerskab mellem REEF, Cayman Islands Department of the Environment og forskere fra Scripps og OSU startede i 2002, er, at Nassau grouper ikke øhop som voksne. Det betyder, at bestandene kun vil vende tilbage gennem lokal reproduktion eller gennem heldige år, når strømmene færger larver fra større bestande på andre øer.
Stock sagde, at dette er en af de vigtigste grunde til, at han og hans kolleger ønskede at spore de befrugtede æg fra Little Cayman, som er vært for den største kendte samling af Nassau grouper i verden. De ønskede at vide, om Little Cayman grouper var ved at genopbygge deres eget antal, og om denne sunde befolkning potentielt kunne se bedring på andre øer.
For at finde ud af det kombinerede holdet flere datalinjer og udførte et stramt koreograferet maraton med feltarbejde.
Den 14. februar 2017 samledes havabboren ved solnedgang, mens et kontingent af forskningsdykkere ventede på, at showet skulle starte. Da fisken begyndte at gyde, signalerede dykkerne til andre medlemmer af holdet på en nærliggende båd om at frigive en drifter - en enorm lærredssok, der bliver trukket sammen med strømmen i en dybde på omkring 15 m bundet til en blinkende sfærisk bøje på overfladen. Dykkerne løslod fem driftere i midten af ægfanen i løbet af gydningen.
Da driverne bevægede sig væk fra de samlede fisk, fulgte båden deres blinkende lys i 15 timer i træk, mens de bugserede en specialdesignet undervandsmikroskop frem og tilbage på tværs af drifternes vej.
Jaffes team designede oprindeligt enheden til at dokumentere det lokale havliv ved at tage billeder af lille, for det meste gennemsigtigt plankton, mens anbragt på Scripps Pier. Dette gjorde det til det perfekte valg for Stock og hans medforfattere at tilpasse sig, så de kunne observere, hvordan de tilsvarende små, gennemsigtige grouperæg spredte sig efter at være blevet befrugtet. Ved at slæbe mikroskopet i et zig-zag-mønster hen over området defineret af de blinkende driftere, kunne forskerne se, om æggene bevægede sig med strømmen, eller om de spredte sig ud i det bredere hav.
Nassau grouper gyder typisk flere nætter i træk, så holdet gik tilbage og gentog den samme proces allerede næste nat, denne gang skyggede den flydende plet af æg i 36 timer. I løbet af de to gydenætter i 2017 fangede forskerne 238,184 billeder og identificerede efterfølgende 2,265 som Nassau grouper-æg. Det er vigtigt, at hvert af disse billeder blev parret med 3D-placeringsdata, så de kunne plottes i rum og tid.
Efter at have analyseret dette bjerg af data, fandt holdet ud af, at æggene den første nats gydning gik nordpå, med en drever, der endte nær Cubas sydlige kyst 18 dage senere. Men den anden nat i 2017 blev æggene og larverne, der gydte ved Little Cayman-aggregatet, for det meste leveret tilbage til Little Cayman-revene.
Stock og hans kolleger havde også drifterdata fra 2011 og 2016 Nassau grouper gyder på Little Cayman, og ved at kombinere dem med deres direkte observationer i 2017 var de i stand til at skabe en model til at forudsige, hvor de befrugtede æg sandsynligvis endte i 2011 og 2016 .
Modellerne forudsagde, at Little Cayman-gyden i 2011, et vigtigt reproduktivt år, der efterfølgende drev befolkningens genopretning rundt på øen, for det meste sendte æg tilbage til Little Cayman-revene. For gydningen i 2016 foreslog modellen, at befrugtede æg endte på Grand Cayman, en naboø med en udtømt Nassau grouper-population.
Stock sagde, at undersøgelsens resultater bekræfter, at skyen af æg generelt forbliver tæt nok sammen til at gøre driftere til en pålidelig og relativt lavteknologisk måde at evaluere, hvor larverne sandsynligvis vil ende i de første 24 timer efter gydning. Resultaterne viser også, at den blomstrende Little Cayman-befolkning af Nassau groupers ser ud til at være selvfornyende såvel som lejlighedsvis at donere larver til nærliggende øer.
"I det mindste på Little Cayman gavner lokale beskyttelser lokale fiskebestande, hvilket kan være et virkelig nyttigt incitament til at motivere bevaring," sagde Stock. "Det understreger også vigtigheden af at beskytte fiskegydesammenlægninger for andre arter, der formerer sig på den måde. Der er masser af fiskearter, der danner sammenlægninger som Nassau grouper, så disse lektioner kan være nyttige til at bevare andre arter."
At finde en måde til fysisk at spore de befrugtede æg baner også vejen for en dag at forstå, hvad der er årsag til reproduktionsboom som den, Little Cayman Nassau grouper oplevede i 2011.
"Folk har forsøgt at gøre det i 100 år, men det flytter os tættere på en dag, et bestemt sted at drille chaufførerne – uanset om det er transport, prædation eller sult – bag disse år, hvor et stort antal larver overleve,” sagde Stock. "Det er grundlæggende for, om en befolkning stiger, og jo bedre vi kan forstå det, jo mere effektivt kan vi bevare og forvalte fiskeriet."
Ud over Stock og Jaffe, Andrew Mullen og Brice Semmens fra Scripps Oceanography, Allison Candelmo fra REEF og Central Caribbean Marine Institute, Scott Heppell fra OSU, Christy Pattengill-Semmens fra REEF, Croy McCoy fra Cayman Islands Government DOE og Bangor University , og Bradley Johnson DOE Cayman Islands Government er medforfattere.
Fotokredit: Jason Belport (Grouper Moon Project), Brian Stock (SIO), Alli Candelmo (Reef Environmental Education Foundation) og Andy Mullen (SIO)