Отсутствие одного доминирующего вида шмелей в экосистеме нарушает модели кормодобывания среди широкого круга оставшихся в системе опылителей - от других пчел до бабочек, жуков и т. д., как показывают полевые эксперименты.
Biology Letters опубликовал исследование, которое может иметь значение для выживания как редких дикорастущих растений, так и основных пищевых культур, поскольку многие виды опылителей находятся в упадке.
«Мы наблюдаем экологический каскад эффектов во всем сообществе опылителей, коренным образом меняющий структуру сетей взаимодействия растений и опылителей», - говорит Берри Брози, биолог из Университета Эмори и ведущий автор исследования. «Мы можем увидеть этот сдвиг в том, кто посещает какое растение, даже у опылителей, которые не имеют близкого родства с видами шмелей, которых мы удаляем из системы».
Если один доминирующий вид шмелей в основном посещает альпийский подсолнух, например, другие опылители, включая другие виды шмелей, с меньшей вероятностью посещают альпийский подсолнух. Однако если удалить доминирующего шмеля, динамика изменится.
«Когда подсолнухи стали менее людными и более доступными, более широкий круг опылителей решил посетить их», - говорит Брози.
Полевые эксперименты, проведенные в Скалистых горах Колорадо, также показали, что удаление доминирующих видов шмелей привело к тому, что в среднем посещалось меньше видов растений.«Это было неожиданностью, - говорит Брози. «Если ресурс нектара в изобилии и приносит большую пользу, больше видов опылителей будут использовать его, оставляя в стороне некоторые из более редких растений, на которых обычно специализируются некоторые другие виды опылителей».
Выводы важны, поскольку большинству цветковых растений и пищевых культур для образования семян нужны опылители.
«В принципе, почти для каждой группы опылителей, по которой у нас есть хорошие данные, мы наблюдаем снижение количества этих опылителей», - говорит Брози. «Результаты наших полевых экспериментов показывают, что потеря видов-опылителей - на уровне местной популяции или в глобальном масштабе, истинное вымирание - вероятно, окажет большее влияние на популяции растений, чем ранее предсказывалось с помощью имитационных моделей».
Эксперименты проводились в биологической лаборатории Скалистых гор недалеко от Крестед-Бьютт, штат Колорадо. Субальпийские луга, расположенные на высоте 9 500 футов, слишком высоки для медоносных пчел, но они заполнены различными шмелями и другими опылителями.
Исследование включало серию участков с полевыми цветами площадью 20 квадратных метров. Каждый из них оценивался в контрольном состоянии, оставленном в его естественном состоянии, и в манипулируемом состоянии, в котором шмели только одного вида были удалены с помощью сетей. Позже, когда эксперименты были закончены, шмелей выпустили целыми и невредимыми.
Работа основана на исследованиях 2013 года, проведенных под руководством Брози, которые были сосредоточены на шмелях и одном целевом виде растений, альпийском живокости. Это исследование показало, как удаление вида шмелей нарушило верность цветков или специализацию среди оставшихся пчел в системе, что привело к менее успешному воспроизводству растений.
В настоящей статье исследователи изучили систему из более чем 30 видов опылителей и их взаимодействие с 43 видами растений.
«Было проведено много наблюдений за сетями растений-опылителей», - сказал Брози. «Одним из общих выводов является то, что они имеют действительно последовательную структуру. Это верно практически независимо от экосистемы и географического района, от северо-восточного побережья Гренландии до влажных тропических лесов».
Математические имитационные модели предполагают, что сети растений-опылителей будут иметь хорошую устойчивость, если в системе произойдет вымирание, исходя из предположения, что структура сети останется неизменной.
«Наши эксперименты показывают, что это предположение несостоятельно», - говорит Брози. «Эти сети динамичны, и когда вид опылителя отсутствует, мы увидим как качественные, так и количественные изменения. Будущие имитационные модели должны включать экологические процессы, такие как конкуренция, которые могут определять, какие опылители взаимодействуют с какими растениями».