Хищники оказывают непропорционально большое влияние на экосистемы

Согласно исследованию Йельского университета и Еврейского университета в Иерусалиме, опубликованному в Science, изменение диеты кузнечиков на богатую углеводами пищу из-за охоты пауков может влиять на выделение углекислого газа из почвы в атмосферу.

Кузнечики предпочитают питаться богатой азотом травой, так как это стимулирует их рост и размножение. Однако при появлении пауков кузнечики, справляясь со стрессом от страха быть съеденными, переключаются на растения, богатые углеводами. Это запускает динамические изменения в экосистеме.

"В стрессовых условиях они идут в другой отдел "продуктового магазина" и выбирают другую пищу, меняя состав растительного сообщества", — сказал Освальд Шмитц, соавтор исследования "Страх перед хищниками замедляет разложение растительного опада" и профессор экологии популяций и сообществ в Йельской школе лесного хозяйства и экологических исследований (F&ES).

Высокоуглеводная диета также смещает химический состав тела кузнечика в сторону углерода за счёт азота. Поэтому, когда кузнечик умирает, его тушка разлагается медленнее, лишая почву высококачественного удобрения и замедляя разложение несъеденных растений. Почвенным микробам для функционирования и производства ферментов, разлагающих органику, требуется много азота.

"Достаточно лишь небольшого изменения химического состава биомассы этих животных, чтобы фундаментально изменить количество CO₂, которое микробное сообщество выделяет в атмосферу при разложении растительной органики", — отметил Шмитц. — "Это показывает, что животные потенциально могут оказывать огромное влияние на глобальный углеродный баланс, поскольку они меняют способ дыхания микробов, разлагающих органику".

Исследователи обнаружили, что скорость разложения органического вещества листьев в условиях без стресса от хищников увеличивалась на 60–200% по сравнению со стрессовыми условиями, что они считают "огромным" эффектом. "Климат и качество опада традиционно считаются главными факторами, контролирующими разложение органики, но мы показываем, что надземные хищники меняют то, как почвенные микробы разлагают органическое вещество", — сказал Марк Брэдфорд, соавтор исследования.

Шмитц добавил: "Это означает, что мы недооцениваем степень контроля, который животные оказывают на то, что мы считаем классически важным процессом в функционировании экосистем".

Методология исследования:

1. Почву из естественной среды помещали в пробирки.
2. Добавляли порошок из тел кузнечиков, полученных либо в среде с хищниками, либо без них.
3. После полного разложения кузнечиков добавляли листовой опад и измеряли скорость его разложения.
4. Эксперимент был повторён в полевых условиях в лесу Йель Майерс на северо-востоке Коннектикута.

"Это был двухэтапный процесс, где кузнечики использовались для "затравки" почвы, а затем мы измеряли последствия этой "затравки", — пояснил Шмитц.

По словам Шмитца, влияние животных на экосистемы непропорционально велико по сравнению с их биомассой. "Традиционно считалось, что животные не играют важной роли в рециклинге органического вещества, потому что их биомасса относительно мала по сравнению со всей той растительной массой, что попадает в экосистемы", — сказал он. — "Нам нужно уделять больше внимания роли животных, потому что в эпоху утраты биоразнообразия мы теряем многих высших хищников и крупных травоядных из экосистем".