Пластилиновые модели червей помогают в экологических исследованиях

Один из горячих вопросов современной экологии — взаимодействие почвенных и наземных пищевых сетей. Первые из них — детритные, то есть основаны на мёртвом органическом веществе, вторые — пастбищные, основанные на зелёных частях растений.

Прямые трофические (пищевые) связи между наземными и подземными сообществами разнообразны, но их редко принимают во внимание в моделях пищевых сетей. Дождевые черви представляют собой одно из таких связующих звеньев: они обитают в почве и питаются мёртвым органическим веществом, но нередко покидают привычную среду и выползают на поверхность, где становятся жертвами разнообразных наземных хищников, от жуков до дроздов и барсуков. Это явление широко известно, однако количественные данные о том, как на популяции дождевых червей влияют наземные хищники, практически отсутствуют.

Пластилиновые модели со следами атак хищников. А — модель гусеницы во Вьетнаме без повреждений; B — модель червя в Хибинах со следами укусов млекопитающих; C — модель червя со следами птичьих клювов; D — модель червя со следами челюстей членистоногих

Чтобы исследовать этот вопрос, специалисты из Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН провели эксперимент с пластилиновыми моделями червей и гусениц. Такой подход уже пару десятилетий используется для оценки нагрузки хищников на растительноядных животных, но к почвенным сообществам его пока не применяли. Суть метода проста: в модельных биотопах размещают пластилиновые модели, напоминающие формой и размером червей или гусениц; разные животные пытаются на них нападать и оставляют на пластилине следы своих укусов. По повреждениям на моделях чётко видно, какие хищники (членистоногие, рептилии, птицы, млекопитающие) пробовали их съесть.

В работе были использованы пластилиновые модели двух типов: «дождевых червей» на почве (всего 2208 моделей) и «гусениц» на растительности (1668 моделей). Работу провели в муссонном лесу Вьетнама (национальный парк Кат Тьен), в смешанном лесу в Подмосковье (биостанция ИПЭЭ РАН «Малинки») и разных вариантах горной тундры в Хибинах (Мурманская область, Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А. Аврорина Кольского научного центра РАН). Оказалось, что в лесах во Вьетнаме и в Подмосковье на модели червей чаще всего нападают членистоногие, а в хибинской тундре — млекопитающие. Почти во всех случаях хищники атакуют модели червей чаще, чем модели гусениц. Самый высокий уровень атак ожидаемо был зафиксирован во Вьетнаме во время влажного сезона.

Частота атак на одну модель в сутки (средние значения и 95-процентные доверительные интервалы) для всех хищников в совокупности, а также отдельно членистоногих, птиц и млекопитающих. Модели были размещены либо на почве («дождевые черви», голубые ромбы), либо на растениях («гусеницы», красные круги) в различных экосистемах, слева направо: в горной тундре, смешанном лесу, в муссонном тропическом лесу в сухой и влажный сезон. Разные буквы указывают на статистически значимые различия

Результаты исследования показывают, что подземные ресурсы могут быть важны для поддержания наземных пищевых сетей, а в изучении этого явления могут помочь даже самые простые инструменты.

Работа выполнена в рамках проекта РНФ №22-14-00363. Статья опубликована в журнале Applied Soil Ecology.

Источник: ИПЭЭ РАН.