Книга Закон "джунглей". В поисках формулы жизни - Шон Кэрролл

Рис. 7.3

Истинная драма Серенгети. Когда удалось искоренить вирус чумы крупного рогатого скота, стремительно увеличившаяся популяция гну стала потреблять больше травы. Запустились трофические каскады, благодаря которым увеличилось количество деревьев, популяции хищников, жирафов и других видов

Иллюстрация Лиэнн Олдз

Из всех изменений, спровоцированных бумом гну, Синклера более всего удивило «зарастание деревьями». Как и связь между каланами и ламинариевыми лесами, связь между вирусом чумы КРС и деревьями включала в себя много уровней отрицательной регуляции – в данном случае это была неочевидная логика тройного отрицания. Действительно, десятилетиями ученые и борцы за охрану природы беспокоились об исчезновении взрослых деревьев в Серенгети и винили в этом слонов. Возможность того, что в такой ситуации лучше растут молодые деревца, попросту упускали.

Но Синклеру было мало хорошей корреляции. Чтобы проверить, на самом ли деле в саванне увеличивается количество деревьев, он установил на местности несколько камер, по кадрам с которых документировал изменения в плотности деревьев. «Потребовалось всего 10 лет, – рассказывал он мне, – чтобы убедиться, что несколько видов деревьев в Серенгети переживают настоящий бум» (рис. 7.4).

Рис. 7.4

Стремительный рост деревьев в Серенгети. Сокращение пожаров приводит к увеличению плотности деревьев, что видно на фотографиях, отснятых в течение 20 лет

Снимки публикуются с разрешения Энтони Р. Э. Синклера

На безлесных равнинах гну оказывали на флору и иные важные воздействия, не ограничивающиеся сокращением пожаров. До демографического взрыва среди гну трава на северных равнинах могла вырастать до 50–70 см. После умножения гну трава стала вырастать всего до 10 см. Чем ниже трава, тем больше солнечного света и питательных веществ достается другим растениям, разнообразие трав увеличивается. В свою очередь, благодаря этим травам увеличивается количество и разнообразие бабочек.

Примечательно, что воздействие гну и прочих травоядных на различные травы не является исключительно негативным. Эколог Сэм Мак-Нофтон установил, что большинство трав в Серенгети адаптировались к активному поеданию и развили компенсаторный механизм роста, ускоряющий регенерацию надземной части стебля. Фактически, когда траву поедают, она растет интенсивнее и становится гуще, чем в случае, когда никто ее не ест. Таким образом, гну положительно влияют на образование и плотность «подножного корма», которым питаются из года в год (в схеме ниже это обозначено символом «»).

Гну конкурируют за траву с другими травоядными животными, например с кузнечиками. Как количество, так и разнообразие кузнечиков радикально снизились после демографического взрыва гну – с более чем 40 видов примерно до 10. Конкуренция с гну за пищу также, по-видимому, объясняет сокращение популяции газелей Томпсона. За четыре года, в течение которых популяция гну удвоилась, Синклер и Нортон-Гриффитс зафиксировали сокращение популяции газелей наполовину – с 600 000 до 300 000 особей. Напротив, когда буйволы покинули определенные районы, это не столь сильно повлияло на другие виды.

Подобно мидиям на скалистых берегах, гну – серьезные конкуренты за ресурсы равнин (ниже обозначены двусторонней стрелкой), и их жизнедеятельность регулирует количество обитателей равнин и саванны.

Конкуренция – еще один мощный механизм, регулирующий численность и разнообразие популяций, который позволяет сформулировать следующий закон джунглей.

ЗАКОН ДЖУНГЛЕЙ 3

КОНКУРЕНЦИЯ: НЕКОТОРЫЕ ВИДЫ СОПЕРНИЧАЮТ ЗА ОБЩИЕ РЕСУРСЫ

Виды, соперничающие за жизненное пространство, пищу или среду обитания, могут регулировать численность представителей других видов.

Многочисленные прямые и косвенные воздействия, оказываемые гну на травы, пожары, деревья, хищников, жирафов, цветы, насекомых и других растительноядных животных, демонстрируют, что гну – ключевой вид в Серенгети, непропорционально влияющий на структуру и регуляцию биологических сообществ. Как выразился Тони Синклер, «без гну не было бы Серенгети».

Но, возможно, сейчас у вас зарождается вопрос: а чем регулируется численность гну? Их популяция не могла бы увеличиваться вечно, этого и не происходило. На самом деле, в 1977 г. они достигли пиковой численности. Что же затем (без участия чумы КРС) остановило демографический взрыв гну? А что насчет других видов, например импал, буйволов, слонов? Какие факторы регулируют их численность?

Поиск ответов на эти вопросы приведет нас к следующей группе законов джунглей, которые регулируют численность самых разных видов животных, причем не только в Восточной Африке, но и во всем мире.

Размер имеет значение: кого можно слопать, а кто слишком большой для этого?

Съесть или быть съеденным – такова, в сущности, жизнь животных. При отсутствии эпидемических факторов, наподобие чумы крупного рогатого скота, именно эта истина очерчивает два основных механизма регуляции популяций животных в природе. Во-первых, это возможность поесть – речь о доступности пищи (восходящая ориентация в трофическом каскаде). Во-вторых, возможность, что тебя съест хищник (нисходящая ориентация), либо комбинация двух этих механизмов. Для любого вида существует простой вопрос: какое из двух этих направлений важнее?

В случае с большинством биологических видов в природе сформулировать этот вопрос гораздо проще, чем ответить на него. Требуются долгосрочные наблюдения, а еще лучше – эксперименты. Синклер и его коллеги Саймон Мдума и Джастин Брейшерз исследовали 40-летний массив данных о причинах смертности среди млекопитающих в Серенгети. Они обнаружили сильнейшую корреляцию между размером тела и уязвимостью для хищников.

Существует четкое пороговое значение – масса тела около 150 кг. Численность мелких животных, которые в среднем весят меньше, зависит от активности хищников, а численность более крупных животных определяется другими факторами. Например, большинство мелких антилоп, таких как ориби (18 кг), импала (50 кг) и топи (120 кг), в основном гибнут от нападений хищников (рис. 7.5, вверху слева). В принципе, чем мельче животное, тем больше хищников на него охотится. Например, из 10 видов хищников, обитающих в Серенгети (среди которых – дикая кошка, шакал, гепард, леопард, гиена и лев), на ориби охотятся не менее шести, а еще орлы и питоны (см. рис. 7.5).