Белки строят плотины на реках, муравьи возводят холмики и роют туннели, рыбы в поисках пищи перемещают частицы речного дна, домашний скот утрамбовывает землю под копытами. На протяжении десятилетий исследователи документировали, как разные виды изменяют окружающую среду. Однако до сих пор неясно, каков общий масштаб этих земляных работ.
«Биология конкурирует с геофизическими силами в преобразовании ландшафтов», — говорится в новом исследовании.
Новое исследование оценивает, что дикие животные ежегодно затрачивают 76 000 гигаджоулей энергии на преобразование наземных ландшафтов — это эквивалентно энергии сотен тысяч экстремальных наводнений. Вклад домашнего скота в энергетическом выражении превышает эту цифру на три порядка.
«Существует представление, что это любопытные, уникальные или необычные процессы», — отмечает Джемма Харви, соавтор исследования и физик-географ из Лондонского университета королевы Марии в Великобритании. Исследователи часто считают, что геоморфологическое (то есть формирующее ландшафт) воздействие животных интересно, но не особенно значимо. Однако новое исследование показывает, что «биология конкурирует с геофизическими силами в преобразовании ландшафтов».
Харви и её коллеги погрузились в научную литературу в поисках исследований о геоморфологической активности животных. Основываясь на англоязычных исследованиях наземных и пресноводных экосистем, команда выявила 500 видов, которые занимаются перемешиванием почвы, рытьём, строительством нор, вытаптыванием территорий и возведением холмиков и плотин.
Более чем для четверти этих видов состояние популяций вызывает опасения: они находятся под угрозой исчезновения, сокращаются или имеют неизвестные тенденции, о которых учёные знают мало или ничего. «Их геоморфологические процессы могут исчезнуть из ландшафтов прежде, чем мы поймём их важность», — предупреждает Харви.
Исследователи подсчитали, сколько энергии эти 500 видов затрачивают на преобразование наземных и пресноводных экосистем. По словам Харви, данные об энергии, которую животные расходуют на биоморфологическую активность, скудны. Имеющиеся значения варьируются от менее 1% до более 40% от суточного энергопотребления у таких видов, как дождевые черви, которые много времени проводят в рытье. Для 495 видов диких животных и пяти видов домашнего скота (крупный рогатый скот, дикие лошади, козы, овцы и яки) команда оценила совокупную геоморфологическую энергию, учитывая глобальную численность каждого вида и предполагая, что 1% их общего энергетического бюджета идёт на модификацию почвы.
«И даже используя это консервативное значение, масштаб вклада животных впечатляет», — утверждает Клайв Джонс, эколог из Института Кэри по изучению экосистем в Миллбруке, штат Нью-Йорк, который не участвовал в исследовании.
76 000 гигаджоулей, которые дикие животные ежегодно вкладывают в преобразование земной поверхности, эквивалентны 200 000 сезонам муссонов или 500 000 экстремальным речным наводнениям. И это число не учитывает океаны и прибрежные зоны.
Домашний скот тратит около 34,5 миллиона гигаджоулей — в 450 раз больше, чем дикие животные — на геоморфологические процессы, включая утаптывание почвы.
Вероятно, оценка воздействия диких животных занижает их общий вклад, поскольку многие виды, перемещающие землю, особенно насекомые, ещё не обнаружены (действия крупных животных, таких как рытьё медведей или копание кабанов, хорошо документированы). Кроме того, данные о критических точках биоразнообразия, таких как тропики, более скудны по сравнению с данными о среде обитания в умеренном климате северного полушария.
Исследователи опубликовали свои результаты в журнале «Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America».
**Особенности животных**
Среди геоморфологов ведутся постоянные дискуссии о реальной важности действий животных, отмечает Джонс. «Можно ли измерить чистый эффект?» До сих пор данных недостаточно для ответа на этот вопрос, добавляет он, но новое исследование представляет собой «весьма законный и новаторский способ начать решать эту проблему». Одной из трудностей учёта воздействия животных является то, что разнообразие их действий значительно превосходит количество физических геоморфологических процессов, объясняет он.
Полный анализ воздействия животных должен включать прибрежные и морские экосистемы, где организмы от червей и ракообразных до китов и рыб изменяют отложения на морском дне. Фактически, Большой Барьерный риф — это крупнейшая зоогеоморфологическая структура на Земле, если не считать тех, что созданы человеком, отмечает Илья Буйневич, геолог из Университета Темпл в Филадельфии, который не участвовал в исследовании.
Исследователи также могут проанализировать, как различные организмы взаимодействуют в определённых средах и вызывают каскадные эффекты, предлагает Харви. Например, деятельность некоторых травоядных изменяет подземную фауну почвы. Другие виды могут влиять на свою среду только при достижении определённого порога популяции. Подземные амфиподы, например, могут поддерживать пористость отложений в водоносных горизонтах, но только если их плотность популяции достаточно высока, объясняет Харви. Новое исследование почти исключительно сосредоточено на воздействии животных в пределах их естественного ареала; будущие исследования могут учитывать воздействие инвазивных или завезённых видов.
Для большинства учёных, даже экологов, небиологические процессы обычно считаются «фундаментальными», отмечает Буйневич. Однако роль животных в преобразовании ландшафта следует учитывать в инициативах по сохранению природы, таких как реинтродукция видов и экологическая реставрация. Кроме того, эти процессы обычно не учитываются в моделях эволюции ландшафта. Учёные, изучающие силы, сформировавшие окружающую среду, часто не принимают во внимание то, что могли сделать животные, утверждает он.
Например, Буйневич изучает геоморфологические процессы в прибрежных зонах, где учёные обычно приписывают определённые образования сильным штормам или цунами, чтобы объяснить наблюдаемые особенности. Однако, предупреждает он, «существует большая вероятность того, что аномалии, которые я наблюдаю на тысячелетних пляжах… являются гнездами морских черепах». Учёные, по крайней мере, должны учитывать возможность того, что некоторые структуры имеют биологическое происхождение, заключает он.