Лоси едят растения, а их, в свою очередь, поедают волки - пока все нормально. Но теперь биологи обнаружили ранее неизвестную обратную связь в этой пищевой цепи: охотничье поведение волков также влияет на биоразнообразие в основе экосистемы. Падальные останки хищников обеспечивают микробы, грибы и растения ценными питательными веществами и, таким образом, образуют участки особенно богатой растительности, как теперь сообщают исследователи в журнале «Экология».
Это общеизвестный факт, что в экосистеме каждое звено в пищевой сети каким-то образом связано с другим посредством взаимных взаимодействий, прямых или косвенных. Но бывают случаи, когда природе удается удивить даже биологов. В своем исследовании Джозеф Бамп, Рольф Петерсон и Джон Вучетич из Мичиганского технологического университета взяли за основу классическую модель «хищник-жертва»: пищевая цепочка от растений до лосей и волков. Они хотели выяснить, какое влияние эта цепочка оказывает на биоразнообразие в среде обитания.
Проанализированы сайты Carrion
Бамп и его коллеги проанализировали данные о находках падали за последние 50 лет на острове Рояль, самом большом острове в озере Верхнем, самом северном из Великих озер в Северной Америке. Кроме того, они сравнили концентрации питательных веществ азота, фосфора и калия в почве под падалью, убитой волками, и на контрольных участках без падали. Также микробная и грибковая колонизация почвы и листьев большой астры, растения, распространенного в восточной и центральной части Северной Америки.
Результат: почва на участках с падалью содержала от 100 до 600 процентов больше неорганического азота, фосфора и калия, чем почвы на контрольных участках. Кроме того, исследователи зарегистрировали там на 38 процентов больше бактериальных и грибковых жирных кислот, что свидетельствует об усилении роста этих организмов. В принципе, неудивительно, что питательные вещества от мертвых животных попадали в почву.
Горячие точки питательных веществ
Но затем произошло удивительное: растения в окрестностях падали также содержали в своих тканях на 25-47 процентов больше азота, чем растения в близлежащих районах. Поскольку крупные травоядные, такие как лоси, могут распознать такие богатые азотом растения и предпочесть их съесть, бывшие «места преступления» становятся привлекательными местами для выпаса скота.
Это, в свою очередь, еще больше увеличивает содержание питательных веществ в почве за счет мочи и фекалий пасущихся животных, а также за счет дальнейших нападений хищников, которые также находят здесь богатую добычу. В конечном счете, со временем это создает горячую точку биоразнообразия, место в лесу, где можно найти особенно богатую пищу для различных растений и животных.
Новая связь между хищниками и циклами питательных веществ
«Это исследование обнаруживает неожиданную связь между кормовым поведением главного хищника - волка - и биохимическими очагами в ландшафте», - сказал Джозеф Бамп, доцент кафедры наук об окружающей среде и лесных ресурсов в Мичиганском технологическом институте.. «На ландшафтном уровне долгосрочные закономерности размещения падали могут даже влиять на динамику леса, изменяя конкуренцию между побегами деревьев за счет изменения условий питания».
«Хищничество и круговорот питательных веществ - два наиболее важных экологических процесса, но до сих пор они казались совершенно не связанными», - объясняет Вучетич. «Теперь мы понимаем, что эти два, казалось бы, независимых процесса на самом деле связаны - и очень интересным образом.“
Расширенная роль Хищника
Мощное и неожиданное взаимодействие между волками, лосями и биогеохимией среды обитания также важно для природоохранных мероприятий и понимания экосистемных процессов. «Это важно, потому что проливает свет на еще один вклад крупных хищников в их экосистему», - сказал Бамп. «Он показывает, что охраняется или что теряется по мере того, как хищники сохраняются или вымирают».