Представьте себе прерию. Сколько видов растений вы видите? Возможно, вы представляете себе жёлтые эхинацеи, невысокий ситник и несколько астр. Но экологи-ботаники из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне говорят, что эти экосистемы гораздо разнообразнее, чем многие думают.
Специалисты по экологии растений Среднего Запада Джеффри Мэттьюс, доцент кафедры природных ресурсов и наук об окружающей среде, и Джек Зиннен из Обзора естественной истории Иллинойса недавно опубликовали базу данных, содержащую тысячи видов растений, обнаруженных на исторических прериях — и это лишь часть их комплексного исследования биоразнообразия растений Среднего Запада. Работа [опубликована](https://bioone.org/journals/natural-areas-journal/volume-45/issue-3/2162-4399-45.3.3/RELIX–A-Dataset-of-Vascular-Plant-Species-Presence-for/10.3375/2162-4399-45.3.3.full) в журнале Natural Areas Journal.
Прерии под угрозой
Прерии — одни из самых находящихся под угрозой исчезновения коренных [экосистем](https://phys.org/tags/ecosystems/) в регионе — только 1% [высокотравных прерий](https://phys.org/tags/tallgrass+prairie/) в Иллинойсе, Айове и Висконсине сохранился. Чтобы создать свою базу данных под названием RELIX, команда собрала и централизовала существующие данные из исследований остатков. Остатки — это небольшие участки экосистем, которые выжили после широкомасштабного разрушения. В этом случае исследователи изучили остатки прерий, которые оставались относительно нетронутыми с момента прибытия европейцев на континент.
Восстановление биоразнообразия
Подобно прериям, большинство местных водно-болотных угодий, саванн и лесов также были деградированы или уничтожены. Их будущее зависит от целенаправленных посадок растений, будь то в [природных заповедниках](https://phys.org/tags/nature+preserves/), садах или на природных полосах вдоль дорог и шоссе. Вы можете даже увидеть прерии, расположенные между полями кукурузы и сои, поскольку фермеры выращивают местные растения в рамках Программы сохранения резервов.
Независимо от того, являетесь ли вы ландшафтным дизайнером, менеджером по охране природы или фермером, вам нужно где-то покупать эти растения. Будущее экосистем растений Среднего Запада зависит от поставщиков семян и растений. Анализируя пробелы между растениями, которые вы можете получить, и растениями, которые у нас были раньше, Мэттьюс и Зиннен надеются вернуть биоразнообразие на Средний Запад.
«Семенные смеси чрезвычайно ценны, даже если они несовершенны или не очень разнообразны, — сказал Зиннен. — Но можно добиться прогресса, добавив больше этих видов».
Помимо раскрытия биоразнообразия ушедшей эпохи, проект помогает экологам понять, выполняют ли восстановленные экосистемы те же функции, что и остатки, особенно обеспечивают ли они достаточную среду обитания и пищу для ключевых видов.
Мэттьюс и Зиннен начали с создания баз данных коммерчески продаваемых семян и растений. В 2022 году команда задокументировала растения, продаваемые более чем 500 [поставщиками растений](https://doi.org/10.3368/npj.23.1.4), а также все виды в более чем 1000 [семенных смесях](https://doi.org/10.3368/er.40.4.247), коммерчески доступных на Среднем Западе. Базы данных выявили значительный недостаток биоразнообразия: менее половины региональных местных растений были коммерчески доступны, а многие семенные смеси делали упор на определённые растения за счёт других.
Влияние экологических характеристик на коммерческую доступность
В статье, опубликованной в [Ecological Applications](http://dx.doi.org/10.1002/eap.3070) в 2024 году, они изучили влияние экологических характеристик растений на их коммерческую доступность. Они обнаружили, что долгоживущие, выносливые виды были более доступны, чем их более экологически чувствительные собратья, а некоторые группы и семейства растений были сильно перепредставлены или недопредставлены.
«Существует типологическое мышление: „Прайри должна выглядеть так“», — объяснил Мэттьюс. «Мы обнаруживаем во всех остатках, что это не только типичные виды прерий. Есть лесные виды, виды водно-болотных угодий, которые проникают на окраины из прилегающего леса или болота — а не только стандартные виды, которые были перепредставлены в коммерческом ландшафте».
Коммерческая жизнеспособность
Зиннен также считает, что коммерческая жизнеспособность является ключевым фактором. Во время своей докторской учёбы Зиннен исследовал «консервативные» виды растений. Эти растения чувствительны к деградации окружающей среды и нуждаются в высококачественных экосистемах для роста. Их может быть трудно культивировать и собирать семена, поэтому они с меньшей вероятностью будут найдены в питомниках местных растений или в семенных смесях.
В результате «типологического мышления» и коммерческих ограничений, описанных Мэттьюсом и Зинненом, восстановленные экосистемы заметно менее разнообразны, чем остатки. Это [обратная связь](https://phys.org/tags/feedback+loop/), сказал Мэттьюс. «У большинства людей опыт знакомства с прерийными экосистемами связан с восстановлением, а не с остатками. Поэтому, когда используются стандартные семенные смеси с низким разнообразием, это укрепляет типичное представление о том, как выглядит прерия».
Мэттьюс и Зиннен любят местные экосистемы Среднего Запада и верят во внутреннюю ценность высококачественных, разнообразных проектов по восстановлению. Однако они также подчёркивают практические преимущества улучшенного восстановления: разнообразие растений является основой для общего биоразнообразия, говорят они.
Команда выявила потенциальные последствия менее разнообразных восстановлений в другой статье, опубликованной в [Restoration Ecology](http://dx.doi.org/10.1111/rec.14352) в 2024 году, в которой они сравнили семенные смеси для опылителей с остатками прерий на Среднем Западе. Они обнаружили критическую нехватку раннецветущих видов, а это означает, что опылители, которые становятся активными весной, могут не найти достаточно пищи в участках, засаженных этими семенными смесями.
Разнообразные, высококачественные прерии и водно-болотные угодья могут поддерживать огромное разнообразие насекомых, включая опылителей, которые жизненно важны для поддержания нашего продовольственного снабжения. Чем больше видов растений, тем более разнообразными и многочисленными будут популяции насекомых — жизненная экологическая потребность, поскольку [насекомые сокращаются во всём мире](https://phys.org/news/2025-04-insects-due-agriculture-drivers-reveals.html). Эти насекомые также являются пищей для других животных, таких как птицы, млекопитающие, амфибии и рептилии. Менее разнообразные экосистемы, напротив, поддерживают меньшее количество животных. «Как мы говорим в экологии, разнообразие порождает разнообразие», — объяснил Зиннен.
И по мере того как мы теряем разнообразие растений, мы теряем гораздо больше, чем просто среду обитания для животных. Например, большая часть растительной массы в прериях находится под землёй, в глубоких, плотных корневых сетях. Эти корни являются важными источниками пищи для личинок насекомых, но они также накапливают углерод под землёй, предотвращают эрозию почвы и участвуют в ошеломляющем количестве взаимодействий с грибами, бактериями и другими почвенными существами. Поэтому сохранение разнообразия растений прерий имеет решающее значение для общего здоровья наших экосистем и климата.
Мэттьюс и Зиннен надеются продолжить изучение коммерческой доступности [местных растений](https://phys.org/tags/native+plants/) и связанных с этим результатов восстановления. RELIX будет иметь фундаментальное значение для их будущей работы, поскольку они начнут обследовать восстановленные прерии и сравнивать их с остатками. Они также сузили примерно 2000 наблюдаемых видов растений до списка из 900 наиболее распространённых — так продавцы растений для прерий и практики восстановления могут воплотить исследования команды в практические результаты.
Чем больше мы узнаем о видах растений Среднего Запада и сообществах, которые они образуют, тем лучше мы сможем вернуть их в Иллинойс. Понимание состава исторических экосистем имеет решающее значение для обоснования практики восстановления; продавцы и цветоводы могут выбирать виды, которые устойчивы, их легко сажать и которые выполняют необходимые экологические функции. Например, Зиннен предлагает дополнить смеси для опылителей, добавив выносливые весенние цветы, такие как лесная земляника, дикий чеснок, золотой александр, спаржа и дикий индиго.
Предоставлено [Колледжем сельскохозяйственных, потребительских и экологических наук Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне](https://aces.illinois.edu/)