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

Перепись свидетельствует, что за 36 лет (1968–2004) встречи с представителями 40 видов в шести резерватах стали реже, а многие из них кое-где, особенно в небольших заповедниках, исчезли. Какой же вид стал исключением? Правильно – павианы-анубисы, которых стало больше на 365 %. Более того, в национальных парках ареал анубисов расширился на 500 %.

Отложим пока вопрос о том, почему случился такой расцвет павианов, и поговорим еще об одном случае экологического рака, который положил конец ценному приморскому промыслу на атлантическом побережье США.

Голод

Бухтовые гребешки издавна были частью североамериканской культуры. Еще до прихода европейцев индейцы атлантического побережья собирали моллюсков и лакомились их белыми замыкающими мускулами длиной до нескольких сантиметров. С середины 1870-х до середины 1980-х крупные предприятия по заготовке этого продукта действовали в Массачусетсе, Нью-Йорке и Северной Каролине. В 1928 г. Северная Каролина дала стране 1,4 млн фунтов гребешкового мяса. Для многих промышленников штата тот улов, который удавалось собрать в начале зимы, был важным источником дохода до следующего «охотничьего сезона».

Но в 2004 г. удалось собрать менее 150 фунтов гребешкового мяса. Многовековой промысел был объявлен «исчерпанным» и остановился на долгие годы, до 2014 г. включительно. Ловцы, местные власти и ученые размышляли: что случилось?

Именно ловцы первыми стали догадываться, в чем дело: они стали находить в неводах и ставных сетях множество восточноамериканских бычерылов. Эта рыба, чуть менее метра в ширину, осенью мигрирует вдоль Восточного побережья, запутывается в сетях и рвет их. У этих рыб есть ядовитые колючки, а лучевые отростки не востребованы на рынке, поэтому для ловцов бычерылы стали настоящей головной болью.

Ловцы обратились со своими жалобами к морскому биологу Чарльзу Питерсону по прозвищу Пит из Университета Северной Каролины. Питерсон давно изучал, как бычерылы, охотящиеся на бухтовых гребешков, влияют на их популяцию на всем побережье Каролины. Чтобы изучить эту проблему, Питерсон заручился поддержкой коллег из Университета Северной Каролины и Университета Далхаузи. Ученые выяснили, что в течение последних 16–35 лет популяция восточноамериканских бычерылов на атлантическом побережье выросла как минимум вдесятеро и теперь вполне может насчитывать 40 млн особей. Ранее Питерсону доводилось наблюдать, как бычерылы уничтожали целые популяции гребешков на некоторых прибрежных участках. Казалось бы, резкое увеличение численности бычерылов объясняет исчезновение гребешков на большей части побережья Северной Каролины. Но почему бычерылов стало так много?

Пора разобраться с тайной всех этих экологических новообразований.

Недостающие звенья

Microcystis, цикадки, павианы, бычерылы… В результате нарушения какого закона (или законов) регуляции эти существа смогли так расплодиться?

Чтобы ответить на этот вопрос, давайте для начала подумаем: как могут регулироваться такие популяции? Элтон подчеркивал, что если хочешь понять, как устроено биологическое сообщество, то нужно проследить пищевую цепь. Могли ли эти популяции увеличиваться, так как у их представителей стало больше пищи?

Для Microcystis такое объяснение кажется убедительным. Важнейшее питательное вещество, от которого зависит темп роста водорослей, – это фосфор. Непосредственным катализатором цветения воды является резко возросшее содержание фосфора (в составе неорганических фосфатов), поступающего в озеро Эри летом и весной с ферм и из других источников. В структуре озерной пищевой цепи фосфор оказывает восходящий эффект на популяции водорослей.

Но обилие пищи, по-видимому, не объясняет других разновидностей экологического рака. Например, цикадки могут сколько угодно кормиться рисом на любых полях, но обычно эти насекомые не слишком наседают на посевы. Причем изобилие пищи не объясняет взрывного роста популяции в присутствии пестицидов. Аналогично, пищевые аспекты не объясняют, почему в ганских парках размножились только павианы, а численность всех прочих животных сократилась; точно так же восточноамериканские бычерылы стремительно размножились не потому, что стало больше гребешков. Итак, от чего еще, кроме пищи, может зависеть численность этих животных?

Может быть, следует взглянуть на те звенья пищевой цепи, которые расположены выше, а не ниже этих животных?

Именно так и поступили Питерсон с коллегами, изучая бычерылов. Бычерылов едят акулы, и, когда ученые исследовали последние данные о популяциях акул близ восточного побережья, они обнаружили, что с 1972 г. численность пяти видов радикально снизилась. На 87 % уменьшилась популяция серо-голубых акул, на 93 % – популяция черноперых акул, и на 97–99 % сократились популяции рыбы-молота, тупорылой акулы и темной акулы. Акулы также охотятся и на других животных. Если сокращение численности акул повлекло демографический взрыв в популяции бычерылов, то логично было предположить, что прочей акульей дичи тоже стало больше. Действительно, ученые установили, что кроме бычерылов стали более многочисленны еще 13 видов рыб, на которых охотятся акулы, в том числе различные мелкие скаты и небольшие акулы.

Подобным образом объясняется и засилье павианов в Гане. На павианов охотятся львы и леопарды, а в парках Ганы их численность радикально снизилась, к 1986 г. на трех из шести охраняемых территорий эти кошки полностью исчезли. Там, где не осталось львов и леопардов, сразу стало много павианов (рис. 8.3).

Вернемся к цикадкам. Почему их стало так много, когда рисовые поля стали опрыскивать пестицидами? Оказывается, что некоторые насекомые и пауки – естественные враги цикадок. Например, пауки-волки и их паучата активно поедают бурых цикадок и их личинок соответственно. Пестициды вытравили пауков (и других членистоногих), которые не дают разрастись популяции цикадок. На полях, опрысканных пестицидами, хищников меньше, а их добыча, маловоспримчивая к пестицидам, процветает.

Открытие этих трех столь разных видов экологического рака основано на одном общем и очень простом наблюдении: если истребить хищников, то их добыча станет неуправляемой. Логика таких экологических новообразований нам знакома. Хищники отрицательно регулируют рост популяции. Точно как опухолевые супрессоры, они тормозят ее рост. Если вырвать эти критически важные звенья из пищевой цепи, то добыча этих хищников станет бесконтрольно размножаться, что соответствующим образом повлияет на трофические каскады. Каждый вид экологического рака обусловлен лавинообразным эффектом, связанным с уничтожением верхнего хищнического уровня в трофическом каскаде и с превращением трехуровневых каскадов в двухуровневые (рис. 8.4).

Рис. 8.3

Увеличение численности павианов-анубисов в сочетании с сокращением популяций львов и леопардов в Гане

Иллюстрация по образцу Brashares et al., 2010, перерисована Лиэнн Олдз