Цвет помета пингвинов, заметный даже из космоса, открыл новый способ наблюдать за тем, как меняются экология и окружающая среда Антарктики. Особенно это касается аделиных пингвинов — одного из самых многочисленных хищников Южного океана. Они добывают пищу в море, но гнездятся на каменистых выступах вокруг антарктического континента, где крупные колонии могут насчитывать сотни тысяч птиц и оставлять настолько много гуано, что его видно со спутников NASA Landsat.

Междисциплинарная группа исследователей использовала тысячи спутниковых изображений, начиная с 1980-х годов, чтобы изучить эти пятна гуано и понять, чем питаются птицы и как изменения среды влияют на их рацион, а значит, и на выживание. Главный вывод оказался показателен: когда у колонии много морского льда, аделиные пингвины чаще питаются мелкой рыбой. Когда льда меньше, они сильнее зависят от криля — небольших ракообразных, похожих на креветок.

Ключ к такому анализу — окраска помета. У криля розовый панцирь, который пингвины не переваривают полностью, и именно он придает гуано характерный розоватый оттенок. Ученые разработали количественный метод, связывающий цвет помета с долей криля в рационе. Чтобы установить эту зависимость, они собирали гуано в нескольких точках, измеряли его цвет спектрометром так, как его увидел бы спутник, а затем с помощью инструментов экологической химии определяли, что именно содержалось в образцах и какой рацион дал такой результат.

Полученные данные вместе со статистическим моделированием позволили по снимкам определять, чем питаются пингвины. Шире это дает редкую возможность заглянуть в антарктическую морскую пищевую цепочку, большую часть которой обычно скрывает поверхность Южного океана. По сути, это, по имеющимся данным, первая попытка напрямую отслеживать рацион животных из космоса.

На основе примерно 4000 спутниковых изображений исследователи изучили, как рацион пингвинов меняется во времени и в пространстве. Оказалось, что аделиные пингвины действительно едят разное в разных районах Антарктиды, а их питание меняется и по сезонам, и от года к году.

Эти данные показывают, как климатические изменения перестраивают рацион пингвинов и всю антарктическую пищевую сеть. С 2010-х годов площадь морского льда вокруг континента резко сокращается, а несколько лет подряд обновляли исторические минимумы. Меньше льда — меньше рыбы, и это плохая новость для пингвинов: птенцы аделиных пингвинов обычно тяжелее, если их кормят рыбой, а не крилем, а более тяжелые птенцы с большей вероятностью доживают до взрослого возраста.

Исследование также показало, что там, где пингвины едят меньше рыбы, численность колоний за последние десятилетия снизилась по всему ареалу вида. Напротив, колонии, в рационе которых больше рыбы, чаще остаются стабильными или растут.

При этом давление на аделиных пингвинов усиливается не только из-за климата. Масштабное сокращение морского льда, как ожидается, продолжится и в будущем. Одновременно растет конкуренция за рыбу и криль со стороны других морских животных и человека. В районе Антарктического полуострова, прямо к югу от Южной Америки, численность усатых китов, питающихся в основном крилем, заметно восстановилась после окончания коммерческого китобойного промысла десятилетия назад. Дженту-пингвины также смещают ареал из субантарктических районов на юг, к Антарктике, по мере потепления климата, увеличивая число хищников в этих водах. Кроме того, траулеры теперь добывают большие объемы криля для кормов для рыб и пищевых добавок, что может создавать дополнительное давление на аделиных пингвинов в этих регионах.

Главная сила этого подхода — в масштабе. Только тысячи спутниковых снимков позволили понять, как рацион аделиных пингвинов различается в пределах всего ареала, как он меняется по сезонам и как реагирует на меняющуюся среду в течение последних десятилетий. Для удаленных и труднодоступных мест вроде антарктических колоний это особенно важно: обычный сбор таких данных потребовал бы огромного числа людей, сложного планирования, перелетов и непростых условий выживания.

По мере того как спутниковые технологии становятся точнее, а снимки — чаще, появляются новые возможности принципиально изменить способы наблюдения за дикой природой. Это может дать критически важную информацию о том, как меняется мир и как на эти перемены может ответить человечество.