С тех пор, как они были впервые выпущены в качестве живой наживки в середине двадцатого века, ржавые раки бродили по дну озер в северном Висконсине, поедая икру местных рыб, уничтожая водные растения и в целом нанося ущерб целой озерной экосистеме. Сегодня в некоторых озерах ловушки обычно могут выловить от 50 до 100 ржавых раков за раз, по сравнению с двумя или тремя местными видами. Но в других близлежащих озерах популяция, похоже, сокращается. В новом исследовании, опубликованном в журнале Ecology, ученые документируют аварию и объясняют, что за ней может стоять.
«Некоторые исследователи уже давно предполагают, что у инвазивных видов должны быть периоды роста популяции, за которыми следуют периоды сокращения популяции, но очень немногие задокументировали сокращение, и еще меньше предложили причину», - говорит Эрик Ларсон, доцент в Департамент природных ресурсов и наук об окружающей среде Университета Иллинойса и ведущий автор исследования.
Понимание того, когда и почему сокращаются популяции инвазивных видов, может помочь менеджерам решить, когда и где применять усилия по контролю. В конце концов, инвазивные виды обходятся экономике США более чем в 120 миллиардов долларов ежегодно из-за контроля и потери пастбищ, урожая и доходов от туризма. Могли ли землевладельцы просто переждать некоторые вторжения? Ларсон считает, что это стоит выяснить.
Ключом к измерению сокращения популяции является долгосрочный взгляд на динамику популяции инвазивных видов с течением времени, но такие наборы данных встречаются редко. Вот почему Ларсон объединился с Дэвидом М. Лоджем, директором Аткинсоновского центра устойчивого будущего в Корнельском университете. Он следил за ржавыми раками в северных озерах Висконсина на протяжении всей своей карьеры, начиная с 1983 года в Висконсинском университете и продолжая работать в Университете Нотр-Дам и Корнелл..
«Этот анализ был бы невозможен без нашего многолетнего сбора данных, подчеркивающего, насколько важны долгосрочные исследования для описания и, в конечном итоге, понимания изменений в окружающей среде», - говорит Лодж.
Для экологического исследования Ларсон и его коллеги проанализировали демографические тенденции в 17 озерах с 1972 по 2017 год и обнаружили, что примерно в половине из них наблюдается сокращение населения. Причина? Гадость.
В середине 2000-х команда отправила камеры на подводные разрезы, чтобы охарактеризовать дно каждого озера. Добавив эту информацию к набору данных о популяции, исследователи обнаружили, что популяции ржавых раков сократились только в озерах с илистым и песчаным дном. Там, где больше камней, валунов и булыжника, популяция раков оставалась неизменно высокой или продолжала увеличиваться с течением времени.
«Ржавый рак хочет быть в каменистом субстрате», - объясняет Ларсон. «Он использует этот камень, чтобы избежать нападения рыб или даже болотных птиц, речных выдр или енотов. Если у него нет этого камня, он использует водные растения в качестве вторичной среды обитания в качестве укрытия, чтобы избежать хищников».
И тут ржавый рак сам себя саботирует.
Ларсон описывает ржавых раков как очень активных инженеров дна озера. Когда они кормятся и роют норы, они постоянно переворачивают камни и вырывают растения с корнем. Они также обрезают стебли, когда охотятся среди листьев на жуков и улиток.
С миллионами раков в озере их воздействие на водные растения огромно. Во многих озерах изучаемой территории водные растения почти полностью уничтожены.
"По сравнению с тем, что было несколько десятилетий назад, когда 50-60 процентов наших ловушек в некоторых озерах были покрыты растениями, теперь их осталось около 5 процентов. Это довольно большое сокращение охвата", - говорит Ларсон.
По сути, уничтожая водные растения, раки в озерах без каменистого субстрата лишили их единственного убежища от хищников.
Хотя исследование представляет собой уникальное механистическое представление о сокращении популяции инвазивных видов, Ларсон предупреждает, что основная причина может быть более сложной, чем просто скала против грязи.
«Помимо качества среды обитания, этому могут способствовать и другие механизмы, - говорит он.«Мы хотели бы знать, какое влияние оказывают паразиты и хищные рыбы. Мы также хотели бы больше изучать влияние климата на этих раков из года в год через температуру озера, засуху и продолжительность ледяного покрова».
В исследованиях окружающей среды ответы редко бывают простыми, но документирование исчезновения инвазивных видов должно вызывать радость.
Однако во многих случаях может быть уже слишком поздно. Изменения в экосистеме озера за полвека не так просто отменить. В более ранних исследованиях Лодж и его коллеги показали, что запасы семян водных растений могут оказаться недостаточными для восстановления, даже если ржавые раки погибнут. Вот почему Ларсон не одобряет подход «ничего не делать» даже для видов, которые, как показано, сокращаются сами по себе. Вместо этого он подчеркивает важность предотвращения интродукции и распространения инвазивных видов.
Ржавые раки вторглись в северный Висконсин и нанесли ему ущерб, но у нас есть целая группа захватчиков, которые могут сделать то же самое. Профилактика намного лучше, чем затраты на контроль и искоренение, которые часто не работают. И тогда мы застряли с этими воздействиями».