Понедельник, 4 марта, 2024
ДомойБиологияТеория воздействия мегафауны: смена парадигмы в динамике экосистем

Теория воздействия мегафауны: смена парадигмы в динамике экосистем

- Advertisement -

Слон Loxodonta africana подбрасывает в воздух грязь в высокой траве саванны. Фото: Джеффри Т. Керби.

Новый метаанализ, проведенный на шести континентах, установил, что крупные дикие травоядные животные влияют на экосистемы множеством важных способов: от почв до растительности и мелких животных, а также способствуют изменчивости экосистем.

На протяжении миллионов лет на наземные экосистемы влияли разнообразные крупные травоядные животные, или мегафауна. Среди многих других, это слоны в Европе, гигантские вомбаты в Австралии и наземные ленивцы в Южной Америке. Однако эти животные пережили волну вымирания, совпавшую с распространением человека по всему миру, что привело к драматическим, но до сих пор не до конца понятным изменениям в экосистемах. Даже количество выживших после этих вымираний сильно сократилось, и многие из них в настоящее время находятся под угрозой исчезновения.

Несмотря на то, что существует множество тематических исследований, а также теорий о влиянии крупных животных, формальных попыток количественно синтезировать их влияние и установить общность не хватает.

Новое исследование, проведенное международной командой под руководством исследователей из Орхусский университет и Геттингенского университета, опубликовано в Экология природы и эволюция, собрал многочисленные отдельные тематические исследования и проанализировал результаты. Они показывают, что крупные животные оказывают множество обобщенных воздействий – воздействий, которые, вероятно, отсутствуют в большинстве современных экосистем.

Влияние крупных животных на экосистемы

Среди выявленных общих воздействий крупных диких травоядных животных

  • изменения в питательных веществах почвы и растений
  • продвижение открытой и полуоткрытой растительности
  • регулирование популяции мелких животных

Более того, одним из ключевых выводов исследований является то, что мегафауна способствует разнообразию экосистем за счет увеличения структурной изменчивости растительности.

«Положительное влияние на изменчивость структуры растительности особенно примечательно, учитывая, что неоднородность окружающей среды известна как универсальная движущая сила биоразнообразия. Хотя наше исследование в основном рассматривало влияние мегафауны в небольших масштабах, наши результаты показывают, что она способствует сохранению биоразнообразия даже на ландшафтном уровне», — говорит аспирант Орхусского университета Йонас Трепель, возглавлявший исследование.

Крупные травоядные изменяют структуру растительности, потребляя биомассу, ломая древесные растения и вытаптывая более мелкие растения. Предполагается, что эти последствия зависят от размера тела животного. Учитывая, что проанализированный набор данных охватывал две величины размеров тела (45–4500 кг), исследователи смогли конкретно проверить, как эта важная черта влияет на воздействие крупных животных. Они обнаружили, например, что сообщества мегафауны, включающие более крупных травоядных животных, как правило, оказывают положительное воздействие на местное растительное разнообразие, в то время как сообщества, состоящие из более мелких разновидность (например, <100 кг) имеют тенденцию к уменьшению местного разнообразия растений.

«Крупные травоядные животные могут питаться пищей более низкого качества, такой как ветки и стебли, что может привести к пропорционально большему воздействию на доминирующие виды растений и, таким образом, дать менее конкурентоспособным растениям больше шансов в борьбе за солнечный свет и пространство», — объясняет Эрик Лундгрен, один из старшие авторы исследования.

Доцент Элизабет ле Ру, которая также является одним из старших авторов, добавляет:

«Эти результаты подтверждают предположение, что многие мелкие травоядные не могут полностью компенсировать потерю нескольких крупных».

Преимущества метаанализа

Данное исследование представляет собой так называемый метаанализ. Это означает, что исследователи проанализировали данные всех доступных исследований по этому вопросу, чтобы найти общие закономерности. Мета-анализ особенно эффективен в своих выводах, поскольку он опирается на большие массивы данных и позволяет делать выводы, выходящие за рамки местного контекста.

Хотя многие недавние экологические исследования показали или выдвинули гипотезу о важности крупных животных в экосистемах, по словам старшего автора Йенса-Кристиана Свеннинга, метааналитическое исследование является важным шагом вперед, синтезируя прямые экспериментальные и полуэкспериментальные данные со всего мира, чтобы количественно оценить общность этих эффектов.

«Этот глобальный метаанализ показывает, что крупные травоядные животные оказывают важное общее воздействие на экосистемы и их биоразнообразие», — объясняет профессор Йенс-Кристиан Свеннинг, продолжая: «Важно, что наш анализ показывает, что эти эффекты затрагивают широкий спектр экологически важных явлений, от от почвенных условий до структуры растительности и видового состава растений и животных, влияющих не только на их общее состояние, но и на их вариации в разных ландшафтах».

Йенс-Кристиан Свеннинг — директор Центра экологической динамики в новой биосфере (ECONOVO), центра передового опыта Датского национального исследовательского фонда при Орхусском университете.

Как исследователи получили эти результаты?

Ключевым аспектом 297 исследований, включающих 5990 отдельных точек данных, является то, что исследователи сравнивают прилегающие территории с явными различиями в сообществе мегафауны (т.е. наличие или отсутствие мегафауны) по известным причинам. Подавляющее большинство исследований в наборе данных представляют собой так называемые исследования изоляции, в ходе которых некоторые части полевого участка огороживаются, чтобы предотвратить проникновение крупных животных. Сравнивая различные участки внутри и за пределами заборов, исследователи могут оценить, каким образом мегафауна влияет на экосистему.

Важность биоразнообразия экосистем в реагировании на глобальные изменения

Выявленная общая важность крупных травоядных для функционирования экосистемы предполагает, что важные функции отсутствуют из-за утраты дикой мегафауны. Это может повлиять на подход к охране природы и восстановлению экосистем.

«На большинстве сегодняшних охраняемых территорий отсутствуют крупные животные – а значит, и важный спектр функций. Таким образом, даже районы, которые мы считаем нетронутыми экосистемами, вероятно, не так естественны, как мы думаем. Реинтродукция крупных животных может стать ключевым способом сделать эти территории немного более динамичными и привыкшими к беспокойству», — говорит Йонас Трепель и продолжает:

«Повышая структурную изменчивость экосистемы, крупные животные могут предоставлять убежища, например, во время экстремальных погодных явлений, но также открывать больше доступных ниш для других видов. Это может помешать одному или нескольким видам доминировать и позволить видам со схожими экологическими характеристиками сосуществовать, что, в свою очередь, сделает экосистему более устойчивой. В конечном итоге это может помочь им справиться с последствиями глобальных изменений».

Учитывая важные функции, которые крупные животные выполняют в экосистемах и их биоразнообразии, исследователи приходят к выводу, что крайне важно не только защитить несколько оставшихся видов мегафауны, но и восстановить популяции мегафауны в рамках усилий по восстановлению для достижения положительных результатов для биосферы Земли. не в последнюю очередь в условиях все более беспрецедентных глобальных экологических условий.

Ссылка: «Метаанализ показывает, что дикие крупные травоядные животные формируют свойства экосистемы и способствуют пространственной неоднородности» 9 февраля 2024 г., Экология природы и эволюция.
DOI: 10.1038/s41559-024-02327-6

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме