Ученые обнаружили, что на пустынном Антарктическом полуострове богатые азотом экскременты колоний пингвинов и тюленей настолько обогащают почву, что помогают создавать очаги биоразнообразия по всему региону. Их работа, опубликованная 9 мая в журнале Current Biology, показывает, что влияние этих экскрементов может распространяться более чем на 1000 метров за пределы колонии.
Исследователи выдержали жестокий холод Антарктики и маневрировали через поля с отходами животных и группы шумных морских слонов, папуасских пингвинов, антарктических пингвинов и пингвинов Адели, чтобы исследовать почвы и растения, окружающие эти колонии.«Мы видим, что экскременты, производимые тюленями и пингвинами, частично испаряются в виде аммиака», - говорит Стеф Бохорст, научный сотрудник Департамента экологических наук Амстердамского свободного университета. «Затем аммиак подхватывается ветром и уносится вглубь суши, и он проникает в почву и обеспечивает азот, необходимый первичным производителям для выживания в этом ландшафте».
На самом деле, этот процесс позволяет обогащать аммиаком площадь, в 240 раз превышающую размер колонии. И результаты этого обогащения: процветающее сообщество мхов и лишайников, которое, в свою очередь, поддерживает невероятное количество мелких беспозвоночных, таких как ногохвостки и клещи. «Здесь их можно найти миллионы на квадратный метр, но на пастбищах в США или Европе их всего от 50 000 до 100 000 на квадратный метр», - говорит Бохорст. «Потребовались месяцы и месяцы сидения в лаборатории, подсчет и идентификация их под микроскопом», - говорит он, отмечая, что путешествие по суровым температурам Антарктики было гораздо предпочтительнее этой задачи.
В конце концов, колонию окружает круг обогащения питательными веществами, известный как азотный след. Неожиданно авторы обнаружили, что размер колонии не имеет ничего общего с тем, насколько холодным или сухим является регион, а вместо этого в значительной степени зависит от количества присутствующих животных.
Используя эту информацию, Бохорст и его коллеги смогли составить карту горячих точек биоразнообразия на полуострове. Важно отметить, что эти карты можно легко обновлять с помощью спутниковых изображений, чтобы определить местоположение и размер гнездовых колоний, освобождая будущих исследователей от необходимости проводить полевые работы. Это важный шаг для такого региона, как Антарктида, чьи огромные размеры, опасно низкие температуры и полное запустение затрудняют исследования.
Бокхорст говорит, что основной угрозой существующему биоразнообразию, которую они наблюдали, является изменение климата и деятельность человека. Живые сообщества беспозвоночных на полуострове очень редко подвергаются хищничеству, но интродукция инвазивных видов растений, семена которых могут быть принесены ветром из Южной Африки и Южной Америки или занесены в систему морскими птицами и людьми, может изменить ситуацию.
"Подобно тому, как колонии пингвинов и тюленей обогащают почву для местных растений, также возможно, что они делают ее идеальной и для инвазивных видов, которые могут быть более выносливыми и обеспечивать убежище для хищных насекомых, таких как пауки и жуки, ", - говорит Бохорст. «Сейчас система слишком непродуктивна, чтобы поддерживать каких-либо млекопитающих, таких как крысы и мыши».
Двигаясь вперед, авторы стремятся решить эти проблемы, исследуя роль инвазивных видов как в Арктике, так и в Антарктике. Основная цель состоит в том, чтобы определить, действительно ли деятельность колоний пингвинов и тюленей способствует успеху вторгающихся видов, и какие действия можно предпринять, чтобы предотвратить проникновение вторгшихся животных в эти нетронутые регионы в будущем.
Авторы выражают благодарность Нидерландской полярной программе и Совету по исследованиям окружающей среды за поддержку.