Время засухи вредит беспозвоночным сильнее, чем её интенсивность

Новое исследование под руководством учёных из Университета Пенсильвании показало, что популяции различных видов водных насекомых и других беспозвоночных по-разному реагируют на наводнения и пересыхание водотоков из-за засухи, и эти реакции можно предсказать. В работе использовался новый метод оценки стабильности речных экосистем.

Поскольку частота и сила наводнений и засух растут из-за изменения климата, необходимо всестороннее понимание стабильности речных экосистем в ответ на эти нарушения, отмечает ведущий исследователь Дэниел Аллен.

В этом исследовании учёные применили инновационный рамки размерной стабильности к долгосрочному набору данных о макробеспозвоночных из пересыхающего пустынного водотока, подверженного частым гидрологическим нарушениям. Они обнаружили широкую вариацию стабильности популяций беспозвоночных во времени и установили, что сильно различающиеся по силе муссонные нарушения были важнее для показателей стабильности популяций, чем более предсказуемые зимние.

Место и методы исследования

Исследование проводилось на Сайкамор-Крик в Аризоне, одном из самых изученных пустынных ручьёв в мире. Климат района полузасушливый, жаркий. Большая часть осадков выпадает зимой (с декабря по март) или в сезон муссонов (с июля по сентябрь). Ручей подвержен внезапным наводнениям, но в некоторые годы его сток сильно сокращается, вплоть до полного пересыхания.

Донные макробеспозвоночные отбирались в Сайкамор-Крик в течение 35 лет, с 1985 по 1999 и с 2010 по 2019 годы. Пробы отбирались с помощью керна донных отложений на глубину около 10 см. Организмы из 18 таксономических групп были идентифицированы.

Ключевые результаты

Исследователи обнаружили, что летний муссон оказывает большее влияние на беспозвоночных, чем зимние паводки.

Популяции водных беспозвоночных различались по показателям стабильности:

• Устойчивые (резистентные): такие таксоны, как Chironomidae (комары-звонцы), почти не снижают численность после наводнения или засухи.
• Восстанавливающиеся (резилиентные): популяции сильно сокращаются после нарушения, но быстро восстанавливаются. Примеры: Fallceon (подёнки) и Oligochaeta (водяные черви).
• Инвариантные: почти не меняются со временем, как некоторые Coleoptera (жуки).
• С наилучшим восстановлением: лучше других восстанавливают численность до уровня, бывшего до нарушения. Примеры: Hydropsychidae (ручейники) и Tipuloidea (долгоножки).

«Эти виды по-разному реагируют на нарушения. Некоторые устойчивы к ним. Некоторые популяции сильно сокращаются, но затем способны очень быстро восстановиться. А некоторые не делают ни того, ни другого — именно они наиболее подвержены риску исчезновения», — пояснил Аллен.

Поскольку режим нарушений быстро меняется из-за изменения климата, важно понимать, как организмы реагируют на них, чтобы предсказать, как будет выглядеть сообщество водных беспозвоночных через 20, 30 или 50 лет.