Почва служит источником необходимых элементов для роста растений, а животные, потребляющие эту растительность, возвращают эти элементы обратно в землю, замыкая цикл. Недавнее исследование выявило, что в степных экосистемах мелкие травоядные, такие как луговые собачки и саранча, значительно ускоряют круговорот питательных веществ, превосходя по эффективности более крупных травоядных, например, бизонов. Исследование было проведено учеными из Смитсоновского института и Национального зоологического парка при Институте биологии природоохраны (NZCBI).
Пастбища, покрывающие от 25% до 40% территории планеты, приносят множество экологических выгод, включая поглощение углерода, предотвращение эрозии почвы и поддержание биоразнообразия. Однако эти территории особенно уязвимы, а травоядные, играющие ключевую роль в круговороте питательных веществ, сталкиваются с серьезными проблемами в области сохранения.
В Северной Америке популяции бизонов и луговых собачек составляют, вероятно, не более 1-2% от численности, существовавшей до прихода европейцев. С целью изучения влияния травоядных на луговые экосистемы, исследователи оценили вклад луговых собачек, кузнечиков, бизонов и крупного рогатого скота в питание травы и почву на 15 участках низкотравных прерий в северо-восточной Монтане, где ведется активная научная работа на стыке интересов охраны природы, животноводства и сельского хозяйства.
"Травоядные животные служат важным звеном в пищевой цепи, преобразуя растительную массу в мочу и навоз, которые служат легкодоступными питательными веществами для новых растений, — объясняет Эллен Уэлти, эколог из NZCBI и ведущий автор исследования. — Этот процесс обеспечивает более быстрый круговорот, чем в бурой пищевой цепи, где растительные остатки медленно разлагаются, прежде чем питательные вещества станут доступны растениям".
Среди всех изученных травоядных, луговые собачки оказывают наибольшее влияние на доступность питательных веществ в прериях. В их поселениях наблюдается повышенное содержание углерода и азота в почве, а концентрация этих элементов увеличивается с ростом популяции кузнечиков. Луговые собачки также способствуют увеличению содержания азота, калия и магния в траве за счет своих выделений и рытья нор. Кузнечики, в свою очередь, повышают концентрацию фосфора в почве.
Ученые также обнаружили, что кузнечики, вероятно, ответственны за характерный летний пик биомассы растений в прериях, за которым следует спад к концу вегетационного периода. Сезонный жизненный цикл кузнечиков, когда весной появляются маленькие нимфы, а к концу лета вырастают крупные особи с высоким аппетитом, приводит к снижению биомассы растений в конце сезона. В отличие от кузнечиков, крупные травоядные, такие как крупный рогатый скот и бизоны, потребляют растительность относительно равномерно в течение лета.
"Наше исследование демонстрирует сложное взаимодействие между травоядными и луговыми экосистемами, — отмечает Джули Реб, ведущий автор исследования. — Несмотря на то, что присутствие мелких травоядных, таких как луговые собачки и кузнечики, может быть менее заметным, их влияние на экологию лугов является значительным".
Полученные данные подчеркивают важность сохранения не только крупных травоядных, но и более мелких представителей луговой фауны, таких как луговые собачки и кузнечики, для поддержания круговорота питательных веществ и здорового функционирования луговых экосистем.
Результаты исследования опубликованы в журнале «Ecology».
Изображение: автор - Энн Батдорф, Смитсоновский национальный зоопарк и Институт биологии охраны природы
