Лесные лозы, известные как лианы, составляют серьезную конкуренцию деревьям, и их количество растет во многих тропических лесах по всему миру. Новое исследование, проведенное Смитсоновским институтом тропических исследований (STRI) в Панаме, показывает, что лианы мешают деревьям с кронами деревьев плодоносить, что может иметь далеко идущие последствия для других растений и животных.
«Лианы хорошо известны как соперники деревьев в тропических лесах, потому что лианы конкурируют с деревьями за солнечный свет; однако до этого исследования мы не знали, в какой степени лианы на самом деле сокращают воспроизводство тропических деревьев», - говорит Стефан Шнитцер., научный сотрудник STRI и почетный профессор Меллона биологии в Университете Маркетт.
Лианы взбираются по стволам деревьев в освещенный солнцем полог леса, где они расправляют свои листья и уменьшают доступный свет для тех самых деревьев, которые их поддерживают. У лиан есть конкурентное преимущество по сравнению с деревьями, потому что они не тратят столько энергии на создание больших стеблей, чтобы поддерживать себя - вместо этого они используют архитектуру своих деревьев-хозяев. Укореняясь в почве, лианы также конкурируют с деревьями-хозяевами за воду, питательные вещества и другие подземные ресурсы.
Команда Шнитцера работает в Панаме в памятнике природы Барро Колорадо, одном из наиболее изученных тропических лесов в мире. Они заложили 16 экспериментальных площадок, на которых все деревья и лианы диаметром более одного сантиметра были идентифицированы по видам, помечены, нанесены на карту и измерены. В 2011 году они срезали все лианы на восьми участках, оставив лианы на остальных восьми участках для сравнения.
В 2012 году они обследовали растения, растущие на земле под деревьями, чтобы узнать, сколько из них дает цветы и плоды. Они сделали то же самое для деревьев в кронах деревьев в 2013 году. Они снова повторили эти подсчеты в 2016 году, через пять лет после первоначального удаления лиан.
Последствия удаления лиан были драматичными. Всего через два года после того, как лианы были удалены, количество крон деревьев с плодами было на 173 процента выше на участках, где лианы были удалены, чем на участках, где лианы еще были. Кроме того, количество видов деревьев с плодами было на 169 процентов выше, а у плодоносящих особей на 50 процентов больше кроны деревьев были покрыты плодами. Преимущество было устойчивым: через пять лет после удаления лиан количество крон деревьев с плодами увеличилось на 150 процентов, количество видов деревьев с плодами увеличилось на 109, а плодовые деревья имели на 31 процент больше своей кроны, покрытой плодами. Напротив, удаление лиан лишь незначительно увеличило размножение пальм и подлеска.
Хотя предыдущие экспериментальные исследования показали, что лианы влияют на воспроизводство отдельных видов деревьев, это первое экспериментальное исследование, демонстрирующее влияние лиан на воспроизводство всего древесного сообщества. Поскольку лианы размножаются в тропических лесах, подавление ими воспроизводства деревьев может изменить динамику лесовосстановления и поставить под угрозу сохранение высокого разнообразия этих лесов. Поскольку плоды, производимые деревьями, являются важным пищевым ресурсом для многих тропических лесных животных, включая обезьян, птиц и насекомых, снижение их доступности может также поставить под угрозу сообщества животных.
«Мы подозревали, что лианы могут оказывать негативное влияние на воспроизводство деревьев, но сила эффекта, всего через пять лет после срезания лиан, была удивительной», - сказала Мария Гарсия Леон, ведущий автор, которая начала работать с Шнитцер в качестве студента Панамского университета, а сейчас является операционным менеджером лаборатории Шнитцера. «Семена большинства лиан в тропических лесах Америки разносятся ветром, в то время как семена и плоды большинства деревьев разносятся животными, поэтому лианы сокращают производство плодов деревьев, но не компенсируют это производством собственных плодов. фрукты, которые потенциально могут лишить животных пищи."