Инопланетное вторжение: чужеродные пришельцы угрожают экосистемам
В Северной Америке происходит инопланетное вторжение, способное спровоцировать катастрофические изменения.
По данным нового исследования, проведенного исследователями из Стэнфордского университета, Университета Сорбонны и других учреждений, по меньшей мере 70 завезенных видов дождевых червей колонизировали континент и представляют собой часто игнорируемую угрозу местным экосистемам. Анализ предоставляет самую большую за всю историю базу данных о таких дождевых червях и предупреждает о необходимости лучше понимать и управлять захватчиками в этой среде.
«Дождевые черви рассказывают историю антропоцена, эпохи, в которой мы живем», — сказала старший автор исследования Элизабет Хэдли, профессор биологии окружающей среды Пола С. и Билли Ахиллеса в Стэнфордской школе гуманитарных наук и наук. «Это история глобальной гомогенизации биоразнообразия людьми, которая часто приводит к исчезновению уникальных местных видов и нарушению естественных экосистемных процессов».
Друг или враг?
По большей части невидимые и по большей части недооцененные, дождевые черви для фермеров и садоводов на вес золота, потому что их движение создает туннели, через которые проникает воздух, вода и питательные вещества, а их отходы служат богатым удобрением. Они также играют центральную роль во многих процессах, которые распространяются на надземные сообщества и атмосферу. Например, хотя механическое перемещение дождевых червей по почве может первоначально выделять углекислый газ, долгосрочное воздействие переваривания органического материала приводит к чистому увеличению секвестрированного углерода там, где присутствуют дождевые черви.
С конца 1800-х годов люди, стремившиеся извлечь выгоду из этих услуг, привозили дождевых червей в Северную Америку из Азии, Европы, Южной Америки и Африки. В некоторых местах эти неместные интродукции успешно улучшили сельскохозяйственную экономику. Однако в других случаях они принесли вред. Эти трансплантаты с большей вероятностью поедают надземный листовой опад, чем местные дождевые черви, изменяя качество среды обитания таким образом, что это может нанести вред местным растениям, земноводным и насекомым.
В северных широколиственных лесах США и Канады воздействие чужеродных дождевых червей на почву приводит к стрессу таких деревьев, как сахарный клен, из-за изменения микросреды обитания в их почвах. Это, в свою очередь, вызывает ряд воздействий на пищевую сеть, которые способствуют распространению инвазивных растений. По иронии судьбы, для существа, которое является синонимом улучшения почвы, некоторые инопланетные дождевые черви могут изменять свойства почвы, такие как питательные вещества, pH и текстура, что, помимо прочего, приводит к ухудшению качества урожая.
Чужеродные дождевые черви имеют явное преимущество. В отличие от большинства наших местных видов, многие самки чужеродных видов дождевых червей могут производить потомство без оплодотворения самца. Кроме того, изменение климата открывает новые ниши для их колонизации в северных частях континента, где тает вечная мерзлота и где нет местных дождевых червей.
Понимание воздействия инопланетных дождевых червей
Несмотря на все это, лишь ограниченное количество исследований задокументировало распространение чужеродных дождевых червей, и ни одно из них не охватило динамику колонизации в большом пространстве или большом количестве видов.
Для своего исследования ученые использовали тысячи записей с 1891 по 2021 год, чтобы создать базу данных о местных и чужеродных дождевых червях, а затем объединили ее со второй базой данных, документирующей перехваты чужеродных дождевых червей на границе США в период с 1945 по 1975 год. С помощью машинного обучения Команда использовала объединенные базы данных для реконструкции предполагаемых путей интродукции и распространения чужеродных видов дождевых червей.
Они обнаружили чужеродные виды дождевых червей в 97% исследованных почв по всей Северной Америке, при этом чужеродные виды обитают выше в северной части континента и ниже на юге и западе. В целом, инопланетяне составляют 23% из 308 видов дождевых червей на континенте и составляют 12 из 13 наиболее распространенных видов дождевых червей. Для сравнения, в США только 8% видов рыб, 6% видов млекопитающих и 2% насекомых и паукообразных являются чужеродными.
В Канаде доля чужеродных дождевых червей в три раза превышает долю местных дождевых червей. В большинстве из 48 нижних штатов США и в Мексике на каждые два местных вида приходится примерно один чужеродный дождевой червь.
«Эти соотношения, вероятно, возрастут, поскольку деятельность человека способствует развитию чужеродных видов, которые угрожают местным видам дождевых червей, — явление, которое до сих пор в значительной степени игнорируется», — сказал ведущий автор исследования Жером Матье, доцент кафедры экологии в Сорбонне, который проводил исследование в то время, когда приглашенный профессор в лаборатории Хэдли.
Не все чужеродные дождевые черви будут угрожать местным экосистемам. Однако, по мнению исследователей, их широкое распространение и неизвестное влияние на ряд местных экосистем, таких как луга и хвойные леса, делают их заслуживающими серьезного внимания. Среди других решений они предлагают политикам сосредоточиться на профилактике, например, на поощрении использования местных червей для компостирования и рыболовной наживки, а также на раннем выявлении посредством регулярного мониторинга и гражданской науки.
Повышая осведомленность о практически неизвестной динамике интродукции чужеродных дождевых червей в Северную Америку, это исследование подчеркивает жизненно важную роль, которую они играют в структурировании экосистем и влиянии на их функции в наших ландшафтах, где доминирует человек.
«Скорее всего, это верхушка айсберга», — сказал соавтор исследования Джон Уоррен Рейнольдс из Лаборатории олигохетологии и Музея Нью-Брансуика в Канаде. «Возможно, были завезены многие другие почвенные организмы, но мы очень мало знаем об их воздействии».
Написать комментарий