Godine 2018. istraživači iz Nacionalnog morskog rezervata u zalivu Monterej i Nautilus Live primetili su hiljade hobotnica koje se gnezde na dubokom morskom dnu kod obale centralne Kalifornije. Otkriće „Vreta hobotnice“ zainteresovalo je milione ljudi širom sveta, uključujući naučnike Instituta za istraživanje akvarijuma u zalivu Monterej. Tri godine, MBARI i saradnici su koristili visokotehnološke alate za praćenje vrta hobotnice i saznali zašto je ova lokacija tako privlačna za dubokomorske hobotnice.
U novoj studiji objavljenoj u Science Advances, tim istraživača iz MBARI-a, Nacionalnog morskog utočišta u zalivu NOAA, Moss Landing Marine Laboratories, Univerziteta Aljaske Ferbanks, Univerziteta Nju Hempšir i Muzeja Field potvrdio je da je dubokomorska hobotnica migriraju u vrt hobotnice da se pare i gnezde.
Vrt hobotnica je jedan od nekoliko poznatih dubokomorskih rasadnika hobotnica. U ovom rasadniku toplota dubokomorskih termalnih izvora ubrzava razvoj jaja hobotnice. Naučnici veruju da kraći period ležanja povećava šanse za preživljavanje izležene hobotnice. Vrt hobotnica je najveća poznata agregacija hobotnica na planeti – istraživači su izbrojali više od 6.000 hobotnica u delu lokacije i očekuju da ih u ovom rasadniku može biti 20.000 ili više.
„Zahvaljujući naprednoj morskoj tehnologiji MBARI-ja i našem partnerstvu sa drugim lokalnim istraživačima, uspeli smo da posmatramo baštu hobotnice sa ogromnim detaljima, što nam je pomoglo da otkrijemo zašto se tamo okuplja toliko dubokomorskih hobotnica. Ovi nalazi nam mogu pomoći da razumemo i zaštitimo druge jedinstvena dubokomorska staništa od klimatskih uticaja i drugih pretnji“, rekao je stariji naučnik MBARI Jim Barri, glavni autor nove studije.
Vrt hobotnice se nalazi 3.200 metara (10.500 stopa ili oko dve milje) ispod površine okeana na malom brdu u blizini podnožja Davidson Seamounta, ugašenog podvodnog vulkana 130 kilometara (80 milja) jugozapadno od Montereja u Kaliforniji. Lokalitet je prepun Muusoctopus robustus—vrste koju su istraživači MBARI nazvali bisernom hobotnicom jer iz daljine jedinke koje se gnezde izgledaju kao opalescentne bisere na morskom dnu.
Tokom 14 ronjenja sa MBARI-jevim vozilom na daljinsko upravljanje (ROV) Doc Ricketts, istraživački tim je saznao zašto je tako veliki broj bisernih hobotnica privučen ovom lokacijom. Prisustvo odraslih mužjaka i ženke hobotnice, jaja u razvoju i mladunčadi hobotnice ukazuje da se lokacija koristi isključivo za reprodukciju. Tim nije primetio jedinke srednje veličine ili bilo kakve dokaze o hranjenju. Biserna hobotnica se okuplja na ovom mestu isključivo da bi se parila i gnezdila.
Kada su istraživači iz NOAA i Nautilus Live prvi put otkrili vrt hobotnice, primetili su „svetlucave“ vode. Ovaj fenomen se dešava kada se topla i hladna voda mešaju, što sugeriše da je region imao ranije nepoznate termalne izvore. Dalja istraga istraživača MBARI-ja i njihovih saradnika potvrdila je da su gnezda hobotnica grupisana u pukotinama okupanim hidrotermalnim izvorima gde toplije vode teku sa morskog dna.
Ambijentalna temperatura vode na dubini od 3.200 metara (10.500 stopa) je 1,6° Celzijusa (oko 35° Farenhajta). Međutim, temperatura vode u pukotinama i pukotinama u vrtu Octopus dostiže skoro 11°C (oko 51°F).
Hobotnice su ektoterme, ili hladnokrvne životinje. Hladne temperature dubokog mora usporavaju njihov metabolizam, kao i brzinu embrionalnog razvoja. Većina dubokomorskih hobotnica ima veoma duge periode inkubacije u poređenju sa njihovim rođacima koji naseljavaju toplija plitka mora.
Prošli eksperimenti su merili vreme inkubacije jaja za brojne vrste hobotnica u staništima i na lokacijama širom sveta. Poređenje ovih vremena inkubacije jaja jasno pokazuje kako temperatura utiče na brzinu razvoja embriona – što je voda hladnija, embrioni rastu sporije.
Na temperaturama skoro smrzavanja u ponoru, istraživači su očekivali da će jajima biserne hobotnice trebati pet do osam godina, ako ne i duže, da se izlegu. 4K kamera na MBARI ROV Doc Ricketts pružila je pogled izbliza na majke koje se gnezde.
Istraživači MBARI-ja i njihovi saradnici koristili su ožiljke i druge prepoznatljive karakteristike pojedinačnih majki hobotnica da prate razvoj njihovog legla. Iznenađujuće, jaja su se izlegla za manje od dve godine. Toplota iz termalnih izvora povećala je metabolizam ženki hobotnice i njihovog legla, smanjujući vreme potrebno za inkubaciju.
Istraživači veruju da kraći period legla u toplijim vodama u velikoj meri smanjuje rizik da grabljivice povređuju ili pojedu embrione hobotnice u razvoju. Gnežđenje u toplijoj vodi povećava reproduktivni uspeh biserne hobotnice, čime se bolje obezbeđuje opstanak potomstva.
„Duboko more je jedno od najizazovnijih okruženja na Zemlji, ali su životinje razvile pametne načine da se nose sa hladnim temperaturama, stalnom tamom i ekstremnim pritiskom. Veoma dugi periodi razmišljanja povećavaju verovatnoću da majčino jaje neće preživeti. gnezdeći se na hidrotermalnim izvorima, mame hobotnice podižu svoje potomstvo“, rekao je Beri.
Ogroman broj hobotnica u jednoj oblasti privlači i grabljivce i lovače. Kao i većina drugih glavonožaca, biserna hobotnica umire nakon što se razmnože. Mrtva hobotnica u vrtu Octopus predstavlja gozbu za čistače. Bogata zajednica beskičmenjaka živi pored ženki koje se gnezde, a nesumnjivo imaju koristi od neizleženih jaja, ranjivih mladunaca ili odraslih hobotnica koje su umrle.
Dejvidsonova podmorja i njena bašta hobotnica zaštićeni su kao deo Nacionalnog morskog rezervata zaliva Monterej. Prethodne MBARI ekspedicije na Davidson Seamount 2002. i 2006. otkrile su zadivljujuću zajednicu života na njenim stenovitim padinama. MBARI-jeve slike i video snimci prelepih dubokomorskih korala, živopisnih sunđera i radoznalih riba angažovali su i inspirisali publiku širom sveta. Okeanski šampioni su govorili da zaštite ovu jedinstvenu, i još netaknutu, okeansku divljinu. U 2008. godini, menadžeri resursa su proširili Nacionalno morsko utočište u zalivu Monterej i uključili Davidson Seamount.
„Osnovna biološka žarišta poput ovog dubokomorskog rasadnika moraju biti zaštićena“, rekao je Beri. „Klimatske promene, ribolov i rudarstvo prete dubokom moru. Zaštita jedinstvenog okruženja gde se dubokomorske životinje okupljaju da bi se hranile ili razmnožavale je kritična, a MBARI-jevo istraživanje pruža informacije koje su menadžerima resursa potrebne za donošenje odluka.“
Više od dve decenije, istraživači iz MBARI i NOAA sarađivali su na proučavanju Davidson Seamounta. Od prve ekspedicije na podmorsku planinu 2002. godine, NOAA je iskoristila MBARI ekspertizu u geologiji mora i bentoškoj biologiji i ekologiji kako bi razvila sveobuhvatni istraživački program koji ima za cilj da razume jedinstvenu zajednicu života na i oko Dejvidson Seamounta. Sada se Davidson Seamount smatra jednom od najbolje proučavanih i dobro zaštićenih podvodnih planina na svetu.
U oktobru 2018., tim istraživača iz NOAA, Ocean Ekploration Trust-a i saradnika je napravio ekspediciju na Davidson Seamount na brodu E/V Nautilus. Na predlog geologa MBARI i istraživača NOAA, tim Nautilus Live odlučio je da proširi svoje istraživanje sa vrha podmorja na okolno podnožje. Istraživači su otkrili hiljade hobotnica skupljenih oko stenovitog grebena pored visoke podmornice.
Većina hobotnica bila je orijentisana naopačke, okrećući ruke i sklapajući ih oko tela. Ovo držanje je indikacija da majke biserne hobotnice (Muusoctopus robustus) štite ili lele svoja jaja. Biserna hobotnica je bledoljubičasta vrsta veličine grejpfruta koja se javlja u severoistočnom Tihom okeanu od Oregona do Baja Kalifornije. MBARI je posmatrao ovu vrstu na dubinama od 2.300 do 3.600 metara (7.500 do 11.800 stopa).
MBARI istraživači i njihovi saradnici primenili su skup naprednih naučnih instrumenata koje su razvili MBARI inženjeri da bi bolje razumeli vrt hobotnice.
„Stručnost MBARI tima — inženjera, pilota naših podvodnih vozila i posade naših istraživačkih brodova — bila je sastavni deo proučavanja ove žarišne tačke života dve milje ispod površine. Iskoristili smo decenije iskustva u istraživanju dubokog mora da bismo razvili i rasporediti instrumente za proučavanje vrta hobotnice bez uznemiravanja gnezdarica“, rekao je Beri.
MBARI-jev ROV Doc Ricketts snimio je video visoke definicije i 4K zamišljene biserne hobotnice i njihovih suseda. MBARI-jevi vešti podvodni piloti upravljali su ROV-om blizu biserne hobotnice kako bi postavili instrumente za merenje uslova okoline u njihovim gnezdama, uključujući temperaturu i nivo kiseonika, i da bi izbliza snimili majke i njihova jaja u rezoluciji ultra visoke definicije. Stereoskopska kamera je omogućila MBARI inženjerima da vizualizuju lokacije unutar vrta Octopus u 3D. Tim je takođe lansirao jedno od MBARI-jevih autonomnih podvodnih vozila za mapiranje vrta Octopus u rezoluciji metar.
Inženjeri MBARI-ja opremili su ROV Doc Ricketts inovativnim, prilagođenim paketom senzora, sistemom za merenje niske visine (LASS), da bi videli vrt hobotnice sa još više detalja.
LASS je prikupio detaljne informacije o batimetriji kako bi pomogao istraživačima da okarakterišu stanište morskog dna u rezoluciji na centimetarskoj skali. LASS je takođe napravio fotografije visoke rezolucije vrta hobotnice. Istraživači su sastavili ove fotografije u fotomozaik kako bi izbrojali broj gnezda u ovom dubokomskom rasadniku. Oni su dokumentovali 5.718 hobotnica na površini od 2,5 hektara (6,2 hektara) u centru vrta Octopus. Tim je procenio da bi ukupna populacija brda od 333 hektara (823 hektara) lako mogla da premaši 20.000 pojedinaca.
Kamera sa time-lapse sakupila je dugoročna zapažanja ponašanja hobotnice i promena u zajednici u periodu dužem od šest meseci, omogućavajući istraživačima da prate rasadnik hobotnice između istraživačkih ekspedicija. Kamera je snimala sliku svakih 20 minuta i prikupila više od 12.200 slika od marta 2022. do avgusta 2022. Ove fotografije su otkrile različite aktivnosti i ponašanja hobotnica, njihovih predatora i lokalnih čistača.
I mužjak i ženka biserne hobotnice migriraju u vrt hobotnice. Ženke traže toplo mesto za gnežđenje kako bi odložile klapnu od približno 60 izduženih jaja u obliku kobasice. Tokom gnjavanja, majke pokrivaju svoja jaja svojim telom i štite ih od predatora koji se privlače previše blizu. Živi od rezervi hrane iz sopstvenog tkiva dok se brine o svojim jajima u razvoju.
Transformacija od jaja do izleganja nije laka. Osim što uspešno prolaze kroz razvoj, embrioni moraju izbegavati povrede, grabež, infekcije i druge spoljne izvore smrtnosti. Briga o majci ih štiti od većine spoljnih rizika, ali kraći period gnezda generalno omogućava da više jaja preživi.
Kao što je tipično za glavonošce, mužjak i ženka biserne hobotnice umiru nakon razmnožavanja — bašta hobotnice će biti njihovo poslednje počivalište. Većina ženki živi dok se njihova jaja ne izlegu. Ponekad, međutim, majci hobotnici ponestane energije i umre pre nego što njena jaja završe svoj razvoj, izlažući jaja u razvoju većem riziku.
Time-lapse kamera je otkrila da majke koje se gnezde guraju u stranu leševe mrtve hobotnice. Hrana je oskudna u dubokom moru i ništa ne propada. Veći čistači poput riba pacova (porodica Macrouridae), jegulje (porodica Ophidiidae), mrvica i morskih anemona se hrane ostacima hobotnice.
U blizini Davidson Seamounta, život na dubokom morskom dnu zavisi od kiše organske materije odozgo. Istraživači su procenili promet mužjaka hobotnice i ženki koje se gnezde da bi izračunali koliko ishrane pruža ova masivna agregacija. Biomasa od umiruće hobotnice predstavlja značajnu subvenciju ugljiku lokalnoj zajednici morskog dna, pružajući 72% više hrane nego što je dostupna izvan vrta Octopus.
Ostaju mnoga pitanja o vrtu hobotnice, uključujući gde ide biserna hobotnica nakon izleganja, kako se ova vrsta hobotnice prilagodila uzgoju u termalnim izvorima, kako odrasla hobotnica pronalazi termalne izvore, kakvu prednost imaju pojedinci koji se razmnožavaju u ovim hidrotermalnim izvorima u odnosu na one koji se razmnožavaju na drugim mestima i koliko su hidrotermalni izvori uobičajeni u dubokom moru.
Duboko more nije imuno na pretnje poput ribolova, zagađenja i klimatskih promena. Dokumentujući biodiverzitet dubokog mora i identifikujući žarišta života na dnu okeana, naučnici prikupljaju važne informacije koje menadžeri resursa mogu da koriste za vođenje zaštite ovog jedinstvenog okruženja i njegovih stanovnika.
„Tehnološki napredak u našoj sposobnosti da proučavamo okean pomogao nam je da otkrijemo i dokumentujemo neverovatnu biodiverzitet u nizu dubokomorskih okruženja. Kako otisak ljudskih aktivnosti seže dublje u okeanske ekosisteme, moramo zaštititi ne samo rasadnike hobotnica koje smo pronašli. Kaliforniju i Kostariku, ali i mnoga druga biološka blaga koja su ostala neotkrivena“, naglasio je Beri.
Istraživači su do danas dokumentovali četiri dubokomorska rasadnika hobotnica – dva na obali centralne Kalifornije i dva na obali Kostarike – i nastavljaju da proučavaju ove lokacije kako bi saznali više o ponašanju hobotnice:
Istraživači sa Univerziteta u Akronu, Field muzeja i Univerziteta na Aljasci Ferbanks primetili su skup od više od 100 hobotnica u Dorado Outcrop, hidrotermalnom izvoru koji se nalazi otprilike 160 kilometara (100 milja) od pacifičke obale Kostarike u dubine od 3.000 metara (9.800 stopa). Ovo je bilo prvo otkriće rasadnika hobotnice u decembru 2013.
Tim je identifikovao hobotnicu kao potencijalno neopisanu vrstu Muusoctopusa. Skoro sve jedinke su bile u mrtvljenom položaju, međutim, nijedno od jaja koje su istraživači primetili nije bilo održivo.
Tim istraživača sa Univerziteta u Akronu, Field Museum-a i Univerziteta na Aljasci Ferbanks objavio je svoja zapažanja dubokomorske hobotnice koja leži na neodrživim jajima na Izdanku Dorado u Deep Sea Research Part I u aprilu 2018.
Tokom ekspedicije Nautilus Live sa E/V Nautilusom, u oktobru 2018., istraživači iz Nacionalnog morskog rezervata NOAA u zalivu Monterej, Fonda za istraživanje okeana i saradnici primetili su veliku agregaciju hobotnice u mraku na brežuljku otprilike 15 kilometara jugoistočno (7. Davidson Seamounta na dubini od 3.200 metara (10.500 stopa). Istraživači su identifikovali hobotnicu kao Muusoctopus robustus.
Druga poseta istraživača iz NOAA i Okeanografske institucije Voods Hole (VHOI) u martu 2019. godine potvrdila je prisustvo toplih hidrotermalnih izvora na ovoj lokaciji. Ekspedicijski tim je takođe potvrdio da je hobotnica nosila održiva jaja i posmatrala bebu hobotnice kako se izleže iz jaja, tako da se smatra drugim poznatim rasadnikom hobotnice.
Istraživači MBARI-ja su prvi put posetili baštu hobotnice u okviru ekspedicije Seafloor Ecologi 2019. Zajedno sa saradnicima, posetili su lokaciju 14 puta sa R/V Vestern Flier-om između aprila 2019. i avgusta 2022. Pored toga, istraživači MBARI su posetili Octopus Garden sa R/V Rachel Carson u februaru 2022. kako bi lansirali autonomno podvodno vozilo za mapiranje i kreirajte mape lokacije u metarskoj skali.
Tokom ekspedicije Nautilus Live sa E/V Nautilusom, istraživači iz NOAA, Ocean Ekploration Trust-a i saradnici su primetili drugu agregaciju hobotnice u mraku na vulkanskom konusu istočno od Davidson Seamounta, trećeg identifikovanog rasadnika hobotnica. Ova lokacija je otprilike 17 kilometara (10,5 milja) severoistočno od vrta hobotnice. Istraživači su identifikovali hobotnicu kao Muusoctopus robustus. Potvrđeno je da hobotnica nosi održiva jaja.
Tokom ekspedicije Schmidt Ocean Instituta u junu 2023. sa R/V Falkorom (takođe), istraživači iz Bigelov Laboratorije za okeanske nauke i Univerziteta Kostarike primetili su ranije nepoznati rasadnik hobotnica u blizini neistražene i još uvek neimenovane morske planine na obali Pacifika. Kostarike.
Po povratku u obližnju izbočinu Dorado, tim je takođe primetio hobotnicu kako leži na živim jajima, potvrđujući da je ova lokacija zaista aktivan rasadnik hobotnica. Oba kostarikanska rasadnika imaju potencijalno neopisanu vrstu Muusoctopusa.
