Судьба африканских лесов зависит от птиц

В густом лесу с сомкнутым пологом всхожесть семян высокая, поэтому там много молодых деревьев (вверху). Если небольшой участок густого леса окружен разреженными участками, семена поедаются жуками-зерновками, и численность молодых деревьев резко падает (внизу). Фото из дополнительных материалов к обсуждаемой статье в Science

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).

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.

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

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).

Влияние плотности взрослых деревьев (по горизонтальной оси) на число видов лесных птиц (A), процент плодов, поедаемых птицами (B), процент семян, поврежденных жуками (C), всхожесть семян (D) и численность молодых деревьев (E). Рисунок из обсуждаемой статьи в Science

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.

Будем надеяться, что обнаруженные факты помогут разработать более действенные меры для спасения тропических лесов.

Источник: Gregory J. Sharam, A. R. E. Sinclair, Roy Turkington. Serengeti Birds Maintain Forests by Inhibiting Seed Predators // Science. 2009. V. 325. P. 51.

Александр Марков

Последние новости: Экология, Биология, Александр Марков

10 февраля В «системе награды» найдены нейроны, возбуждающиеся от хороших предчувствий

3 февраля При выборе спутника жизни от генов зависит, чего мы хотим, но не что получаем

2 февраля Флора тропических лесов — против гипотезы нейтральности

1 февраля Параллельная эволюция изучена в эксперименте на бактериях

31 января Больные муравьи становятся асоциальными

27 января Изменение ветров, дующих над Южным океаном, пошло на пользу альбатросам

24 января Половой отбор порождает иллюзии

18 января Новая методика позволяет изучать белки, тесно соседствующие с ДНК

17 января Стресс помогает справиться с вредными мутациями

16 января Обнаружено хищное растение, которое ловит почвенных нематод подземными листьями

Астрономические наблюдения недели

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):