В нескольких словах
Ученые исследуют роль бизонов и слонов в поддержании экосистем. Исчезновение этих животных ведет к серьезным последствиям для окружающей среды.
Гигантские травоядные — инженеры экосистемы, чье присутствие кардинально меняет окружающую среду.
Индейцы лакота измеряли время по стадам бизонов, которые проходили мимо них. В 1871 году полковник Ричард Х. Додд встретил стадо, которое растянулось на 24 километра в ширину и на 40 километров в длину. В начале прошлого века осталось всего несколько сотен животных. После столетия защиты и восстановления популяции американского бизона (Bison bison) в США и южной Канаде насчитывается 400 000 особей. Хотя это и кажется большим числом, биологи отмечают, что 96% бизонов обитают на частных ранчо, в стадах не более 200 животных, за колючей проволокой. Лишь одна настоящая стая все еще свободно пасётся. Недавнее исследование последних бизонов, опубликованное в журнале Science, показывает, как луга оживают благодаря их присутствию. Как и африканские слоны, бизоны — настоящие инженеры и архитекторы. Но, как и с мостами или зданиями, без этих животных их ландшафты разрушаются.
Последнее стадо американских бизонов, насчитывающее около 3500 особей, которые продолжают быть инженерами своей экосистемы, находится в Йеллоустоуне. Расположенный между северным Вайомингом, южной Монтаной и восточным Айдахо, парк занимает площадь около 9000 км², что в десять раз больше, чем крупнейший испанский национальный парк Сьерра-Невада. Именно сюда в начале XX века были привезены последние представители вида. Только здесь они продолжают мигрировать на большие расстояния, в районе около 900 км², выпасая траву, которая появляется по мере таяния снега. В 60-х годах прошлого века люди перестали вмешиваться в их судьбу, не контролируя ни их популяцию, ни популяцию их хищников. Они превратились из огромного зоопарка под открытым небом обратно в бизонов. Это позволило ученым проанализировать их влияние на ландшафт, доказав, что именно их присутствие, а не отсутствие, поддерживает немногие оставшиеся луга.
С 2015 года группа ученых следит за миграцией бизонов. На территории были выделены около двадцати участков, чтобы изучить, как они себя чувствуют, свободные от аппетита животных, которым требуется 4500 кг сухого вещества в год (данные по разведению на ранчо, по животным Йеллоустоуна данных нет). «Наша работа предполагает, что мы должны по-другому подходить к выпасу бизонов», — напоминает Билл Гамильтон, профессор Университета Вашингтона и Ли (США) и соавтор исследования Science. «Потеряв их, мы потеряли другой способ перемещения и использования ландшафтов крупными травоядными. Это сильно отличается от классических принципов выпаса скота», — добавляет он. Выпас домашних животных, таких как коровы, овцы или козы, может истощить землю, если их слишком много. «Наши результаты показывают, что, проанализировав производство биомассы, органическое вещество почвы и круговорот питательных веществ, нет никаких доказательств чрезмерного выпаса», — добавляет Гамильтон.
Сравнивая почвы на маршруте бизонов с почвами, открытыми для их аппетита, исследователи обнаружили, что круговорот азота ускоряется там, где они паслись. Резюмированный процесс начинается с отрастания свежевыпашенной травы. Они обнаружили, что она растет с той же скоростью, что и на огороженных участках. Они увидели, что проход животных усиливает микробиом почвы, что приводит к увеличению количества бактерий для окисления аммония, что приводит к увеличению количества азота, основного природного удобрения. Более удобренная почва увеличила урожайность на гектар: растительный белок, который давала почва, удвоился, и еще больше на пастбищах речных долин. «Бизоны ускоряют круговорот азота. Несмотря на интенсивное использование, растения регенерируются с той же скоростью, но становятся на 150% более питательными», — резюмирует Гамильтон.
По мнению авторов этого исследования, вид Bison bison как таковой вымер, несмотря на наличие 400 000 бизонов, за исключением стада Йеллоустоуна: «Задача, стоящая перед нами, — найти достаточно большие места, чтобы американский бизон вернулся и снова перемещался в больших количествах», — заключает Гамильтон.
СЛОНЫ И ЭБЕНОВОЕ ДЕРЕВО
В тысячах километров от Йеллоустоуна, в джунглях Камеруна, исчезает еще один инженер экосистем, а вместе с ним и его джунгли. Африканский лесной слон (Loxodonta cyclotis) десятилетиями истреблялся браконьерами, охотившимися за его слоновой костью. Недавняя работа показывает, как его отсутствие усложняет выживание африканского эбенового дерева (Diospyros crassiflora), чья черная древесина часто встречается на ярмарках и рынках в виде различных фигурок. За последние 30 лет популяция этих животных сократилась на 86%, и они находятся в критической опасности исчезновения, по данным Международного союза охраны природы. Их роль в джунглях многообразна: они перерабатывают и распространяют большое количество питательных веществ, расчищают подлесок и распространяют семена. Что происходит, если их нет для выполнения своей работы?
«Эбеновое дерево все еще занимает большую площадь в лесах бассейна Конго, но мы наблюдаем, что относительное количество молодых деревьев сократилось почти на 70% в районах, где лесной слон был истреблен», — говорит в электронном письме Венсан Деблоу, исследователь из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и первый автор этой работы. Чтобы увидеть, что происходит, Деблоу и его коллеги отобрали четыре леса в джунглях Камеруна, два из которых уже без слонов, в то время как в других защита поддерживает приемлемое количество. В них они провели инвентаризацию эбеновых деревьев, которые находились на четырех участках по 400 гектаров каждый, и проанализировали, как они регенерируются.
Там, где слоны продолжают питаться эбеновым деревом, которое дает один из их любимых плодов, 47,2% деревьев были молодыми. Но там, где их уже истребили, только 15,1% были саженцами. То есть замена следующим поколением прерывается. Кроме того, они обнаружили, что родство (измеренное по генетическому расстоянию) было в 10,5 раз выше в местах, где не осталось хоботных. Что они обнаружили, так это то, что без слонов это дерево теряет своего лучшего союзника в распространении семян. Это объясняет как разницу в количестве молодых деревьев, так и низкое генетическое разнообразие. Плоды эбенового дерева очень крупные, а стручок, содержащий семена, также большой. Это означает, что только слоны могут проглотить их целиком.
Исследователи полагали, что прохождение через пищеварительный тракт облегчает прорастание семян. Это и то, что слоны могли выделять их далеко от материнского дерева, объясняло происходящее. Но они не обнаружили различий в успехе прорастания между четырьмя лесами. Так что объяснение должно быть другим. И они нашли его в экскрементах хоботных. Уже свободные от мякоти, которая может усложнить их прорастание, семена оказываются на земле, покрытые навозом. Это имеет двойное последствие: обеспечивает их основными питательными веществами, такими как азот, и защищает от грызунов. Чтобы подтвердить это, они провели серию экспериментов. Семена, освобожденные от фекалий (те, что были на участках без слонов), в 8,5 раз чаще съедались гамбийской гигантской крысой, грызуном, который ест их в своем рационе.
«На данный момент взрослые деревья черного дерева не страдают от коллапса регенерации, но скоро отсутствующая когорта молодых деревьев превратится в отсутствующую когорту взрослых деревьев», — предсказывает Деблоу, также исследователь Международного института тропического земледелия в Камеруне. Это означает, что производство плодов и семян снизится, что создаст двойную проблему: существование деревьев черного дерева сократится до такой степени, что поставит под угрозу их существование, что, в свою очередь, приведет к тому, что любые попытки восстановить популяцию африканских лесных слонов потерпят неудачу, потому что им больше нечем будет питаться.
---------------
Реклама
---------------
