В любом отдельно взятом месте обычно больше дождевых червей и видов дождевых червей встречается в регионах с умеренным климатом, чем в тропиках. Глобальное изменение климата может привести к значительным изменениям в сообществах дождевых червей во всем мире, что поставит под угрозу многие функции, которые они выполняют. Таковы два основных результата нового исследования, опубликованного в журнале Science. Исследование возглавили ученые из Немецкого центра интегративных исследований биоразнообразия (iDiv) и Лейпцигского университета. Они собрали 140 исследователей со всего мира, чтобы составить крупнейший в мире набор данных о дождевых червях, охватывающий 6928 участков в 57 странах.
Дождевых червей можно найти во многих экосистемах по всему миру. Там, где почва не промерзлая (вечная мерзлота), слишком влажная, кислая или совершенно сухая (пустыни), дождевые черви в значительной степени определяют то, как функционируют экосистемы. Они роют норы, смешивают компоненты почвы и поедают органические остатки. Поступая таким образом, они управляют широким спектром экосистемных услуг, таких как обеспечение питательными веществами, снабжение пресной водой, хранение углерода, смягчение последствий изменения климата или распространение семян. Именно по этим причинам дождевые черви считаются очень важными «инженерами экосистем». Эта важность также отражается в большом количестве биомассы, накапливаемой дождевыми червями: на самом деле, общая биомасса дождевых червей часто превышает биомассу всех млекопитающих, живущих на той же территории.
Хотя большое влияние дождевых червей на экосистемы и услуги, которые они предоставляют людям, хорошо известны, мало что известно о том, как они распространяются в глобальном масштабе. «Исследователи десятилетиями знали, что в любой конкретной области в тропиках мы обычно ожидаем большего количества видов, чем в области того же размера в регионах с умеренным климатом», - говорит первый автор доктор Хелен Филлипс, исследователь из Немецкого центра интегративных исследований биоразнообразия (iDiv). и Лейпцигский университет (UL).«Но до сих пор мы не могли количественно исследовать те же самые глобальные закономерности для дождевых червей, поскольку не было глобального набора данных о дождевых червях».
Филлипс и ее коллеги стремились создать глобальную карту, используя как можно больше данных о разнообразии, численности и биомассе дождевых червей. Работая в составе международной рабочей группы sDiv (центр синтеза iDiv), Филлипс, ведущие авторы Нико Эйзенхауэр (iDiv, UL) и Эрин Кэмерон (Университет Святой Марии), а также члены рабочей группы связались с исследователями дождевых червей со всего мира. и попросил их предоставить свои данные для составления совершенно нового глобального набора данных о дождевых червях с открытым доступом для всех. «Изначально мы думали, что это безумная идея. Но затем мы были впечатлены тем, как много коллег были очень заинтересованы в том, чтобы поделиться своими данными для этого захватывающего начинания», - говорит старший автор профессор Нико Эйзенхауэр, руководитель исследовательской группы iDiv и Лейпцигского университета. «Мы начали практически с нуля в 2016 году - всего через пару лет мы смогли опубликовать один из крупнейших наборов данных о биоразнообразии почв. Это удивительное достижение ведущего автора Хелен Филлипс и многих ученых, которые доверились нам».
Результаты этих огромных усилий показывают, что модели подземного биоразнообразия не соответствуют наблюдаемым для организмов, живущих над землей. Разнообразие растений, насекомых или птиц (количество видов в любой данной области) обычно увеличивается от высоких широт к низким, а это означает, что наибольшее количество видов приходится на тропики. Однако для дождевых червей исследователи обнаружили противоположную закономерность. Фактически, наибольшее местное разнообразие дождевых червей было обнаружено в Европе, на северо-востоке США и в Новой Зеландии. Аналогичные закономерности были обнаружены для численности дождевых червей (количество особей на площадь) и биомассы дождевых червей (масса на площадь) - также самые высокие значения в регионах с умеренным климатом.
В то же время виды дождевых червей в тропиках, по-видимому, имеют меньшие ареалы распространения. «В тропиках, если вы проедете всего несколько километров, вы можете найти совершенно новый набор видов дождевых червей, в то время как в более холодных регионах они остаются более или менее такими же», - говорит Хелен Филлипс.«Это может означать, что, хотя в одном месте в тропиках обитает несколько видов, общее количество видов во всем регионе на самом деле может быть чрезвычайно высоким. Но мы пока этого не знаем». Основная причина такой неопределенности заключается в том, что многие виды тропических дождевых червей еще не описаны. Таким образом, дождевые черви, идентифицированные в разных местах, могут принадлежать к одному и тому же виду или нет - вопрос, который предстоит решить.
Исследователи также оценили, какие факторы окружающей среды влияют на количество видов дождевых червей, а также на их численность и биомассу. Они обнаружили, что факторы, связанные с осадками и температурой, оказывают наибольшее влияние. «Основываясь на этих сильных климатических воздействиях, мы пришли к выводу, что изменение климата может вызвать сдвиги в сообществах дождевых червей и изменить функции и услуги, предоставляемые экосистемами», - говорит Нико Эйзенхауэр. «Учитывая их роль инженеров экосистем, мы обеспокоены возможным каскадным воздействием на другие организмы, такие как микробы, почвенные насекомые и растения."
Результаты исследования имеют значение для приоритетов сохранения: Биоразнообразие обычно является важным критерием при выборе охраняемых территорий. Однако сосредоточение внимания только на наземном разнообразии может привести к недостаточной защите дождевых червей. Таким образом, для полной оценки необходимо включить подземное биоразнообразие, что позволит специалистам по охране природы определить настоящие горячие точки биоразнообразия на планете. «Пришло время сменить парадигму сохранения биологического разнообразия - поскольку они в основном обитают в почве, мы легко забываем об удивительных существах у нас под ногами», - говорит Нико Эйзенхауэр. «Дождевые черви могут быть загадочными и не обладать харизмой медведя-панды, но они чрезвычайно важны для других организмов и функционирования наших экосистем».