|
Канадские экологи установили, что важнейшую роль в жизни африканских тропических лесов играют птицы, питающиеся плодами деревьев. Семена, прошедшие через пищеварительный тракт птиц, не поедаются жуками-зерновками, и поэтому там, где много птиц, лес быстро восстанавливается. Снижение численности птиц приводит к почти полному уничтожению семян жуками. С другой стороны, снижение плотности листового полога ведет к сокращению числа птиц. В результате возникает петля положительной обратной связи, ускоряющая гибель лесов: меньше деревьев - меньше птиц - больше семян поедается жуками - еще меньше деревьев и т. д.
Площадь тропических лесов стремительно сокращается, причем непосредственное уничтожение их человеком (см.: Вырубка тропических лесов не спасает население от бедности, 'Элементы', 18.06.2009) - явно не единственная причина бедствия. Например, в Серенгети (Восточная Африка) леса давно уже никто не вырубает, однако они всё равно продолжают исчезать, уступая место саванне. С 1950 года площадь лесов в Серенгети сократилась на 70-80%.
Группа экологов из Канады в течение 10 лет (с 1997-го по 2006 год) внимательно наблюдала за состоянием 18 участков леса разного размера (от 1,1 до 200 га). Регистрировались плотность деревьев, разнообразие птиц, интенсивность поедания семян насекомыми, всхожесть семян и выживаемость молодых деревьев. Кроме того, экспериментально изучалось влияние различных факторов на судьбу семян.
Было установлено, что чем выше плотность деревьев на участке, тем больше там живет видов птиц. В наибольшей степени густота леса сказывается на разнообразии птиц, питающихся плодами деревьев. В густых участках обитает 16 таких видов, в разреженных их остается только 6. Большинство из этих видов не имеют узкой пищевой специализации: они поедают плоды многих разных видов деревьев. Семена при этом либо отрыгиваются, либо выходят с испражнениями. Прохождение через пищеварительный тракт птицы почти не влияет на всхожесть семян (в лабораторных условиях прорастает 42 + 8% несъеденных и 48 + 6% съеденных птицами семян).
Три стадии деградации лесов в Серенгети (сверху вниз): нормальный лес с сомкнутым пологом; в лесу появляются разреженные участки; от леса остались отдельные деревья. Фото из дополнительных материалов к обсуждаемой статье в Science
Ученые также обнаружили, что главной причиной гибели семян в лесу являются жуки-зерновки. Они не трогают семена, пока те находятся на деревьях, но повреждают до 90% семян, упавших на землю. Главное открытие, сделанное исследователями, состоит в том, что семена, побывавшие в желудке у птицы, теряют свою привлекательность для жуков. Лишь около 5% таких семян повреждается жуками.
Таким образом, птицы эффективно защищают семена деревьев от поедания жуками. Казалось бы, это хорошо, что у леса есть такие защитники. Однако в действительности описанная система экологических связей делает всю систему крайне неустойчивой. Стоит уменьшиться плотности деревьев (например, из-за пожара), как разнообразие птиц резко падает. В результате число жизнеспособных семян, уже сократившееся из-за уменьшения численности плодоносящих деревьев, падает еще больше из-за того, что почти все семена повреждаются жуками-зерновками. Авторы обнаружили сильную положительную корреляцию между плотностью деревьев с одной стороны и такими показателями, как доля плодов, поедаемых птицами, всхожесть семян и численность молодых деревьев - с другой. Кроме того, имеется сильная отрицательная корреляция между плотностью деревьев и долей семян, поврежденных жуками-зерновками (от 20% в самом густом лесу до 90% в самом разреженном).
Получается, что мутуалистические (взаимовыгодные) отношения между птицами и деревьями (деревья кормят птиц своими плодами, а птицы защищают семена от жуков) при повреждении целостности лесного полога порождают положительную обратную связь, или цепную реакцию, резко ускоряющую процесс деградации лесной экосистемы и не позволяющую поврежденным участкам леса восстановиться.
|
