Ученые следят за семенами, чтобы решить экологическую загадку: мыши забивают редкое местное растение, питаясь его семенами, но их порча осуществляется человеком.

И как ученые могут с пользой сформулировать эти вопросы, когда существует так много возможных переменных?Один из способов — сравнить родственные — или родственные — виды, у которых есть много общих черт, но также есть некоторые различия. Это убирает достаточно подлеска, и тщательно спланированные эксперименты могут дать ответы.

Четырехлетнее исследование двух родственных люпинов, одного редкого и одного обычного вида, растущих в дюнах возле лагуны Эбботтс на национальном побережье Пойнт-Рейес в Калифорнии, дало возможный ключ к разгадке факторов, ведущих к редкости. Исследование, проведенное нынешними и бывшими преподавателями Вашингтонского университета в Сент-Луисе, опубликовано 21 марта в выпуске American Journal of Botany.

Редкий люпин грабит местная мышь, которая крадет большую часть семенных коробочек, пока они еще прикреплены к растению. Мыши предпочитают большие и вкусные семена обычных видов после опадания семян, но редкий люпин все равно теряет гораздо больше семян, чем обычный.«Идея документа заключается в том, что вам необходимо учитывать оба аспекта, и что при этом редкие виды все равно теряют больше семян, чем обычные виды», — сказала Элеонора Пардини, помощник директора программы экологических исследований в области искусств.

Наук в Вашингтонском университете. Таким образом, хищничество семян может быть мощным фильтром, определяющим состав растительных сообществ.Но дело не только в том, что мыши едят семена.

Мыши также являются «субсидируемым» видом, которому в результате деятельности человека предоставлено конкурентное преимущество. Европейский бичграсс (Ammophila arenaria), первоначально посаженный для стабилизации дюн, имел непреднамеренный побочный эффект, давая мышам укрытие для ночных набегов на люпинов.Поскольку в 2011 году была удалена трава возле самого богатого участка люпина, редкий люпин восстанавливается, и экосистема дюн — возможно, — восстанавливает свое прежнее равновесие без мышей.

Не так очевидно, как кажетсяНаивно казалось, что потеря семян всегда плохо сказывается на растениях.

Но выдерживание такой хищной атаки — лишь один из многих факторов, входящих в сложное уравнение, определяющее конкурентоспособность растения.«Исследования, посвященные изучению хищничества семян в системах родственных растений, дали неоднозначные результаты», — сказал Пардини. «Некоторые обнаружили, что редкие виды более подвержены хищничеству, чем их обычные сородичи, а другие обнаружили обратное».

Пардини и ее соавтор, Тиффани Найт, бывший директор программы экологических исследований Вашингтонского университета, ныне профессор Центра экологических исследований им. Гельмгольца в Лейпциге, Германия, заподозрили, что результаты сбивают с толку, потому что ученые смотрели только на одну часть жизненный цикл растений или слишком короткий срок.По словам Пардини, хищничество, пока семена еще были на растении (предварительное распространение), и хищничество после того, как семена упали с растения (постдисперсия), могут нейтрализовать друг друга.

Если предраспространение хищников низкое, более крупные участки рассредоточенных семян могут быть привлекательными для хищников, увеличивая хищничество семян после распространения.Два вида в исследовании округа Марин — это редкий люпин Тидестрома (Lupinus tidestromii), распростертое растение, которое растет на песке, и обыкновенный люпин кустарниковый хамиссо (Lupinus chaissonis), куст, который может вырасти до шести футов и удерживает стручки. выгнутый вверх и высоко над землей.Ученые измерили хищничество семян до и после распространения в течение четырех лет, а также близость к европейскому пляжу (это могло обеспечить укрытие, которое сделало бы добычу пищи менее опасной). Они также измерили плотность посевного материала после рассасывания, что могло повлиять на риски, которым подвергнутся хищники.

В середине исследования, в 2011 году, Служба парков США удалила пляжную траву с 2,5 акров дюн рядом с убежищем люпина, изменив одну переменную в исследовании, что привело к интересному эффекту.По словам Пардини, исследование показало, что хищничество перед распространением выше у редких видов, а хищничество после распространения выше у обычных видов.

Но эти два эффекта не компенсируют друг друга, потому что предраспространение хищников на редкий люпин настолько велико.Бичграсс имел к этому прямое отношение.

Если кустарниковый люпин Chamisso и люпин Tidestrom были рядом с пляжной травой (и мышами), Chamisso терял гораздо меньше своих семян для мышей из-за своей кустарниковой архитектуры. Дальше от бичграсс разница была менее значительной, но кустовый люпин все равно давал больше семян.Удаление бичграсса уже снизило нагрузку на редкий люпин.

По словам Пардини, для этого есть две причины. Во-первых, люпин Тайдестрома адаптирован к нарушенной среде обитания и для процветания нуждается в порывах ветра и дюн. Во-вторых, с исчезновением травяной травы мышам приходится рисковать, принимая семена люпина.«Люпин Тидестрома растет как сумасшедший в восстановленных районах», — сказал Пардини. «Скорость прорастания семян очень высока, выживаемость чрезвычайно высока, они достигают высокой плотности в восстановленных зонах, растения огромны и чрезвычайно плодородны».

Последний поворотПо иронии судьбы, береговая трава была удалена не для того, чтобы помочь редкому люпину, а, скорее, для помощи находящемуся под угрозой исчезновения западному снежному ржанку (Charadrius alexandrinus nivosus).

Подобно тому, как люпин уступил траве место прорастания, зуек потерял место для гнездования.И люпин, и зуек пострадали от субсидируемых местных хищников.

В случае люпина хищником является мышь-олень; у ржанки это обыкновенный ворон (Corvus corax),«Популяции Corvid стремительно увеличиваются во всем мире с 1970-х годов», — сказал Пардини. "Вы можете увидеть это в данных рождественских подсчетов птиц. Одна из причин в том, что они пируют на отбросах, которые приносят люди.«Таким образом, возникающая история о вмешательстве человека и воронах аналогична истории о траве и мышах», — добавила она.

В обоих случаях люди субсидируют вид, который нарушает баланс, который когда-то существовал между другими видами: с одной стороны, два люпина, с другой — две птицы.


Портал обо всем