Средний бегемот весит более 3000 фунтов и ежедневно потребляет около 100 фунтов растительности. Это естественным образом приводит к тому, что большое количество навоза попадает в реки и озера, где гиппопотамы проводят свои дни.
В целом, питательные вещества, доставляемые в такие водные экосистемы через навоз гиппопотама, считаются полезными. На протяжении тысячелетий они служили естественным источником удобрений, которые питали жизнь в водных пищевых сетях. Это может измениться.
В странах Африки к югу от Сахары вырубка лесов, водоемкое сельское хозяйство, а теперь и изменение климата значительно меняют круговорот воды и вызывают высыхание многих рек. Новое исследование эколога из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре Кинана Стирса с коллегами из Калифорнийского университета в Беркли и Сельскохозяйственного университета Сокойн в Танзании изучает, как эти силы глобальных изменений переопределяют то, как бегемоты и их навоз формируют экологию пресноводных экосистем. Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.
«Эта работа исследует, как навоз гиппопотама формирует химический состав пресной воды, и связывает эти изменения с соответствующими моделями изменения водного биоразнообразия», - сказал Стирс, исследователь с докторской степенью в Департаменте экологии, эволюции и морской биологии UCSB (EEMB). «Это также показывает, что чистое воздействие гиппопотамов на речные экосистемы динамически контролируется речной гидрологией, и показывает способность антропогенных нарушений речного стока резко изменять роль видов, связанных с экосистемой».
Стирс и его команда изучили речной сток и плотность бегемотов в реке Грейт-Руаха в национальном парке Руаха в Танзании, который охраняет территорию размером с Коннектикут и является домом для больших популяций некоторых из самых знаковых видов Африки. Река Великая Руаха является основой жизни в этом засушливом регионе. Однако с 1993 года некогда постоянно текущая река перестала течь в засушливый сезон. Исследователи проверили почти дюжину показателей качества воды и измерили разнообразие и обилие водной жизни в бассейнах с бегемотами в течение нескольких лет, как в периоды высокого стока, так и в засушливые периоды, когда река переставала течь.
"В сухой сезон, когда не было стока, бассейны были полностью разделены", - объяснил Стирс. «Мы обнаружили огромное скопление навоза гиппопотамов и, следовательно, концентрацию питательных веществ в бассейнах с высокой плотностью гиппопотамов. Высокий приток питательных веществ привел к снижению концентрации растворенного кислорода до сублетального уровня для большинства видов рыб».
Доцент EEMB Дуглас Макколи, старший научный сотрудник проекта, назвал эти результаты тревожным звоночком для африканской дикой природы. «Бегемоты для Африки - то же, что белые медведи для Арктики, - сказал он.«Все, что, как мы думали, мы знали о функционировании африканских экосистем, похоже, меняется. Глобальные изменения превратили продуктивные лужи бегемотов, когда-то кишащие рыбой и жизнью, в зловонные черные выгребные ямы».
Только несколько видов рыб и насекомых могут выжить в бассейнах с бегемотами, когда река пересыхает, из-за огромных потерь растворенного кислорода в этих бассейнах. Стирс и его коллеги отметили значительное сокращение разнообразия и численности рыбы в прудах, которые были переполнены навозом, когда речной сток прекратился..
Когда дожди возобновились и река возобновила свое течение, исследователи заметили, что во время засушливого сезона многие воздействия навоза бегемота на качество воды и биоразнообразие возобновились.
«Это предполагает некоторую устойчивость системы, которая позволяет ей восстанавливаться после гидрологических нарушений каждый засушливый сезон», - сказал Стирс. «Эта устойчивость означает, что у этой системы есть надежда, но без скорейшего вмешательства хронический стресс, вызванный высыханием рек и чрезмерным удобрением навозом гиппопотамов, может привести к долгосрочной потере видов в этой речной системе."
По словам Стирс, результаты этого исследования подчеркивают важность ускорения более эффективной политики управления водными ресурсами и методов управления земельными ресурсами не только для сохранения гиппопотамов, но и для обеспечения устойчивого здоровья и функционирования африканских водосборных бассейнов в меняющаяся среда.
«Многие наши результаты напрямую оценивают, как изменение речного стока меняет влияние бегемотов на экологическое разнообразие и функционирование водоразделов», - сказал Стирс. «Однако эти результаты также привлекают внимание к тому, как воздействие гиппопотамов в засушливый сезон может влиять на местные сообщества, которые полагаются на реки в качестве источника пищи. обнаружили, что присутствие гиппопотамов уменьшило численность тилапии на 41 процент в водоразделе, что не только неизбежно будет иметь экологические последствия, но также повлияет на человеческое население, которое зависит от этих рек."