Исчезновение крупных травоядных нарушает взаимодействия растений с их естественными врагами

Насекомые и микроорганизмы, питающиеся растениями, повреждающие листья или вызывающие пятнистость, обычно считаются вредителями. Однако эти взаимодействия между растениями и их естественными врагами являются важным источником биоразнообразия.

В тропических лесах такие "вредители" — часть крупных экологических сетей, от которых зависит функционирование экосистем. Их сокращение может затронуть весь лес с плохо изученными последствиями.

Статья в Journal of Ecology показывает, что исчезновение крупных травоядных млекопитающих, таких как тапиры, олени и пекари, может быть фактором сокращения взаимодействий между растениями и их естественными врагами.

Исследование в Атлантическом лесу

Исследование основано на двух проектах под руководством профессора Мауро Галетти (IB-UNESP), включая эксперимент с исключением травоядных. С 2009 года на четырёх участках в штате Сан-Паулу были созданы парные открытые и закрытые лесные площадки по 15 м². Закрытые площадки огорожены для предотвращения доступа крупных млекопитающих.

В последней работе исследователи проанализировали повреждения 10 050 листьев с 3 350 растений на 86 площадках. Они классифицировали повреждения по пяти функциональным группам, включая ущерб от насекомых (например, личинок жуков и бабочек) и патогенов (бактерий, грибов, вирусов). Изучались растения высотой ≤1 м (подлесок).

Повреждения листьев оценивались по шкале от 0 (нет повреждений) до 6 (75–99% повреждено).

Ключевые результаты

• Общий ущерб: На участках без крупных травоядных (закрытые площадки) общее повреждение листьев было на 9% ниже, чем на открытых.
• Ущерб от патогенов: Повреждения, вызванные исключительно патогенами, были на 29% ниже на закрытых площадках.
• Ущерб от насекомых: Существенной разницы в повреждениях от насекомых между открытыми и закрытыми площадками не обнаружено.

Причины и последствия

Как пояснила первый автор статьи Карине Эмер, возможные причины снижения численности патогенов в отсутствие крупных травоядных:

1. Увеличение видового богатства растений на короткой дистанции, так как отсутствуют животные, которые питаются растениями и меняют структуру почвы. Поскольку патогены часто специфичны к растениям-хозяевам, их способность распространяться и продолжать жизненный цикл снижается.
2. Крупные млекопитающие преодолевают большие расстояния в лесу и переносят микроорганизмы между растениями. При их локальном вымирании этот процесс прекращается.

"Растения и их естественные враги тысячи лет участвуют в "гонке вооружений" — атаке и защите. Этот процесс — ключ к созданию и поддержанию биоразнообразия, так как может приводить к возникновению новых видов", — отметила Эмер.

В долгосрочной перспективе сокращение взаимодействий "растение-патоген" может означать, что этот процесс перестанет вносить вклад в биоразнообразие через естественный отбор. Аналогичная тенденция могла возникнуть из-за потери патогенов на участках, где структура растительности изменилась вследствие исчезновения крупных млекопитающих.

"Наше исследование выявило дополнительную проблему, которую может вызвать вымирание крупных млекопитающих", — заключила Эмер.