Исследователи из Зенкенберга обнаружили обратную связь в сложных пищевых цепях: богатые видами экосистемы отдают предпочтение крупным и тяжелым животным. Несмотря на то, что это увеличивает количество потребляемых растений, биомасса растений остается примерно на том же уровне, что и в бедных видами экосистемах. Это связано с тем, что в богатых видами экосистемах развиваются растительные сообщества, рост которых более энергетически эффективен. Согласно статье, опубликованной в Nature Communications, объем производства биомассы в экосистемах, богатых видами, более стабилен и, следовательно, предсказуем, тогда как потеря видов приводит к непредсказуемым дефицитам, которые должны быть компенсированы людьми.
Ежедневно экосистемы в больших масштабах отражают принцип «Съешь или будь съеден». Растения составляют основу пищевых цепей и поедаются травоядными, которые, в свою очередь, служат добычей хищникам. И даже эти хищники могут стать жертвами более крупных животных. Многие из этих хищников, находящихся на вершине пищевой цепи, являются универсалами; некоторые иногда также едят растительный материал. Это приводит к созданию плотных пищевых цепей, которые содержат многочисленные сложные пищевые отношения. Но что происходит, когда разнообразие животных уменьшается?
Команда во главе с доктором Флорианом Шнайдером из Исследовательского центра биоразнообразия и климата Зенкенберга разработала новую математическую модель, которая вычисляет эти самые связи. «С помощью компьютера мы смоделировали 20 000 экосистем и процессы питания, происходящие в каждой из них: от экосистем, содержащих лишь несколько видов животных и растений, до систем, насчитывающих более ста видов. откройте, какие виды и какое количество особей каждого вида животных и растений доживут до конца. Масса тела вида является решающим фактором, поскольку она определяет не только количество пищи (у животных) и обмен веществ, но и, в частности, пищевые предпочтения», - объясняет Шнайдер.
Несмотря на рост травоядных, производство биомассы растений остается стабильным
Результаты удивительны, поскольку даже в присутствии множества различных травоядных животных растения производили такое же количество биомассы, как и в симуляциях с низким разнообразием видов травоядных. Это имело место, несмотря на то, что с увеличением видового разнообразия животных увеличивалось как количество потребляемых растений, так и хищничество внутри гильдии. Это примиряет две ранее противоположные школы мысли. Предполагалось, что большое разнообразие животных оказывает положительное влияние, поскольку доминирующее потребление животных-жертв снижает давление на биомассу растений или они более эксплуататорские для растений, поскольку многочисленные различные виды животных из-за их различных предпочтений потребляют больше видов растений.
Потеря видов помогает легковесам
В модели оба сценария реализуются одновременно, поскольку изменение количества видов также приводит к изменению состава видовых сообществ. Когда общее количество видов животных ниже, это благоприятствует более мелким видам с меньшей массой тела. С другой стороны, богатые видами экосистемы, как правило, выгодны для более крупных животных на вершине пищевой цепи. «В целом, общий вес животных в богатых видами экосистемах выше, чем в бедных видами экосистемах», - говорит Шнайдер. «Более того, экосистемы, богатые видами, содержат большее количество медленно растущих, более крупных растений».
Растения восстанавливаются более эффективно в богатых видами экосистемах
Это эффективно, поскольку по сравнению с более мелкими видами более крупные растения используют меньше энергии в процессе роста, например, при дыхании. Следовательно, чем более видовым является сообщество животных, тем более энергетически эффективно производство растительной биомассы. Таким образом, повышенная потеря биомассы для потребления более крупными животными компенсируется снижением метаболизма растительного сообщества. Это позволяет растениям поддерживать уровень биомассы примерно на одном уровне как в бедных, так и в богатых видами экосистемах.
Вымирание видов затрудняет прогнозирование производства биомассы
Однако в конце концов не все так хорошо, потому что вызванная деятельностью человека потеря видов влияет на предсказуемость производства биомассы. «Наше моделирование показывает, что богатые видами экосистемы производят биомассу на относительно стабильном и предсказуемом уровне. С другой стороны, в бедных видами экосистемах вероятны два сценария, т. е. производится гораздо больше или намного меньше биомассы. благополучие людей зависит от надежности производства биомассы. Таким образом, видовое богатство ведет к большей безопасности», - резюмирует Шнайдер.