Примерно 12 000 лет назад саванны Северной и Южной Америки были заселены многочисленными крупными травоядными. Затем внезапно эта мегафауна вымерла. Британские и американские исследователи обнаружили, что вымирание ледникового периода имело неожиданные последствия и по сей день. Потому что, когда исчезли крупные животные, вместе с ними пропал один из самых важных распределителей питательных веществ на больших площадях суши. В результате значительная часть почвы по-прежнему обеднена сегодня, особенно в районе Амазонки, а также в других частях мира, согласно исследователям в журнале Nature Geoscience.
Регион Амазонки является одним из самых биоразнообразных и лесных районов на Земле. Но эта зеленая пышность обманчива: почва под большей частью тропического леса довольно бесплодна. В частности, не хватает важного питательного вещества для растений - фосфора. Амазонка и ее многочисленные притоки переносят богатые питательными веществами отложения из скалистых районов Анд в долину. Однако далеко от рек эти питательные вещества почти не поступают.
Крупные животные как переносчики питательных веществ
Одна из причин этого была определена Кристофером Даути из Оксфордского университета: пропали крупные животные. «Проще говоря, чем крупнее животное, тем большую роль оно играет в распределении питательных веществ в окружающей среде», - говорит исследователь. Более крупные животные едят больше и, таким образом, выделяют более богатый питательными веществами экскремент. И что еще более важно: они преодолевают большие расстояния и, таким образом, приносят собственное удобрение своего тела в отдаленные, бесплодные районы. Давно известно, что более крупные животные играют роль распространителей питательных веществ.
Даути и его коллеги впервые провели своего рода тест «до и после»: с помощью компьютерных моделей они определили, как повлияет внезапное исчезновение 97 видов крупных животных вокруг 12 000 лет назад сказалось на распределении питательных веществ в Южной Америке и, в частности, на фосфоре в районе Амазонки. Зная, сколько в среднем ест животное определенного размера, сколько фекалий оно испражняется и как далеко оно мигрирует, исследователи смогли использовать эти данные, чтобы определить состояние до и после вымирания мегафауны.
Гигантское вымирание
Вплоть до 12 000 лет назад ландшафты Южной Америки, более похожие на саванны, все еще кишели гигантами, включая гигантских ленивцев, различных хоботных животных и броненосцев размером с небольшой автомобиль. Однако вскоре после этого эти представители мегафауны исчезли навсегда. «70 процентов видов животных весом более десяти килограммов вымерли в то время», - поясняют исследователи.
Почему до сих пор вызывает споры - обсуждаются изменение климата, болезни, а также истребление людей. Во всяком случае, средняя масса животных тогда упала с 843 до сегодня всего 81 килограмма, сообщают ученые. Площадь, которую пересекали животные, сократилась с более чем 60 до чуть менее пяти квадратных километров. И последствия для распределения питательных веществ?
Зоны с низким содержанием питательных веществ увеличиваются - до сегодняшнего дня
Результат моделирования оказался на удивление резким: «По нашим оценкам, поперечное распределение питательных веществ упало примерно на 98 процентов из-за исчезновения крупных животных», - сообщают Даути и его коллеги. Вместо примерно 4,5 квадратных километров, как раньше, фосфор теперь распределяется животными только на 0,027 квадратных километра в год. Последствия этого недостатка питательных веществ можно ясно увидеть в районе Амазонки - и этот процесс далек от завершения.
«Согласно нашим расчетам, бассейн Амазонки только на 67 процентов адаптировался к ситуации без крупных животных», - сообщают исследователи. Он достигнет своего окончательного состояния примерно через 17 000 лет. Тогда бесплодные земли могли стать еще обширнее, а плодородные полосы вдоль рек еще уже, чем сегодня.
Только капилляры вместо артерий
Эффект можно сравнить с кровоснабжением человеческого тела, объясняют ученые: крупные животные действуют как крупные артерии для своих экосистем, транспортируя кровь от сердца к отдаленным частям тела. Более мелкие животные больше похожи на капилляры, которые распределяют кровь по небольшим областям, например, внутри мышц или кожи. «После исчезновения крупных животных бассейн Амазонки лишился своих питательных артерий», - говорят исследователи. И это, вероятно, имело место в большинстве других частей мира, за исключением Африки.
По ее мнению, это ставит нынешнюю парадигму в перспективу, согласно которой содержание питательных веществ в почве в определенном месте в первую очередь определяется геологическими факторами и поступлениями через реки и воздух. Возможно, эти абиотические факторы приобрели такое большое влияние только потому, что изначально доминирующий фактор - распределение питательных веществ мегафауной - исчез во многих районах 12 000 лет назад.