Коли мирна биосреда стає конкурентною

Щоб з’ясувати, як підвищення температури може вплинути на видову різноманітність планети, біологи з Німецького центру інтеграційних досліджень біорізноманіття (Biologen vom Deutschen Zentrum fur integrative Biodiversitatsforschung, iDiv) і Університету Лейпцига здійснили експеримент.
Його результати показали: при високій температурі між одними видами посилюється конкуренція за обмежені ресурси, а над іншими нависає велика небезпека стати їжею для хижаків.
Для свого експерименту вчені наповнили кілька чашок Петрі соломою і поселили туди два види комах з ряду колемболы – членистоногих розміром кілька міліметрів – і кліщів, які харчуються представниками колемболы.
У той же час у одних чашках Петрі вчені підняли середню температуру від первинної з 13,5°С до 18,5°С, в інших – до 23,5°С. Так, у цих судинах температура була на 5 і 10 градусів вище, ніж та, в якій тварини жили роками.
Так виникли екосистеми в мініатюрі. При кліматичних змінах колемболы, які в дикій природі співіснують мирно, представляли видобуток, а кліщі – хижаків. Два місяці вчені спостерігали, як будуть розвиватися відносини цих трьох видів при різних температурах.
«Ми очікували, що краще із змінами впорається менший з обох видів колембол. Адже у його представників менша потреба в їжі, і в нових умовах вона мала б зрости несильно», – пояснив вихідну гіпотезу вчених з Лейпцігського університету Мадгав Такур (Madhav P. Thakur), провідний автор дослідження. І справжні результати здивували: після двох місяців в теплих чашках Петрі зовсім не залишилося меншого виду колембол, зате великим видами вдалося вижити.
Автори дослідження припускаюсь, що до загибелі менших призвели двоякі процеси. Насамперед, зросла вірогідність того, що колемболы стануть їжею для кліщів. З-за того, що при високих температурах прискорюється обмін речовин, у хижаків зростає апетит. А менших тварин легше зловити, бо вони біжать повільніше. З іншого боку, менші тваринами значно гірше пристосовуються до змін, незважаючи на те, що малі розміри тіла є перевагою з-за високих температур. «Зате вид великих колембол краще впорався і був успішніше при втечі від хижаків», – розповів Такур.
Екстраполюючи ці свідчення на природу, можна припустити, що підвищення температури призводить до збільшення енергетичних потреб у деяких видів. Також небезпека криється в тому, що змінюються відносини між видами: при високих температурах зростає конкуренція за обмежені ресурси для видів однієї ланки харчового ланцюга і збільшується небезпека бути вбитим.
«Це дослідження демонструє, як мало нам відомо про складні міжвидові відносини, які можуть скластися у майбутньому в навколишньому середовищі, і наскільки погано ми здатні їх передбачати. Щоб виробити спільне розуміння цих процесів, необхідні подальші дослідження», – сказав Ніко Айзенгауер (Nico Eisenhauer), професор експериментальної екології взаємодій в Дослідницькому центрі iDiv і лейпцігському Університеті.
Колемболов для дослідження вчені вибрали свідомо. Ці істоти не тільки добре почувають себе в лабораторії, вони відіграють важливу роль як редуценты мертвого тваринного та рослинного матеріалу. Якщо в результаті кліматичних змін буде зменшуватися біорізноманіття, то і їх функція може вичерпати себе, що поставить під питання чимало процесів всередині екосистеми.