Земля состоит из циклов. Если вы вспомните уроки естествознания в средней школе, то, возможно, вспомните круговорот воды, круговорот горных пород и кислородный цикл — это лишь некоторые из них. Эти природные процессы непрерывно перерабатывают материалы нашей планеты, поддерживая среду, в которой существует жизнь в том виде, в каком мы её знаем.
Цикл питательных веществ — ещё один важный пример постоянной переработки на нашей планете. Часть этого цикла состоит в том, что растения потребляют питательные вещества из почвы, травоядные животные потребляют питательные вещества из растений, а затем возвращают их обратно в почву через свои фекалии и мочу. И немного экскрементов может иметь большое значение.
В недавнем исследовании, опубликованном в журнале «Ecology», учёные из Смитсоновского национального зоопарка и Института биологии охраны природы (NZCBI) изучили цикл питательных веществ на луговых равнинах и выяснили, что луговые собачки и кузнечики вносят больший вклад, чем более крупные обитатели прерий, такие как бизоны и крупный рогатый скот.
Эллен Велти, эколог из Смитсоновского института и старший автор исследования, рассказала Popular Science: «Хотя ранее уже изучалась роль травоядных в круговороте питательных веществ, сравнение разных размеров тел травоядных было относительно новым компонентом этого исследования, и я хотела узнать об этом больше».
В частности, Велти и её коллеги изучили, как луговые собачки, кузнечики, бизоны и крупный рогатый скот обогащают питательными веществами траву и почву в 15 участках короткотравных прерий на северо-востоке Монтаны. Они обнаружили, что луговые собачки наиболее полезны для обеспечения питательными веществами на лугах. Примечательно, что в «городах» луговых собачек (да, именно так называются места, где они живут) наблюдается самый высокий уровень углерода и азота в почве. Эта концентрация увеличивается, когда вокруг больше других мелких травоядных — кузнечиков.
«В городах луговых собачек было гораздо больше кузнечиков, чем в любом другом месте на травянистых равнинах», — объясняет Велти. «Похоже, здесь существует взаимное сотрудничество, при котором кузнечики получают пользу от круговорота питательных веществ, осуществляемого луговыми собачками, и их привлекают высокие концентрации питательных веществ в тканях растений в городах луговых собачек».
Кроме того, луговые собачки увеличили содержание азота, калия и магния в тканях травы. Исследователи полагают, что это может быть связано с их экскрементами и поведением при рытье нор, которые лучше интегрируют питательные вещества в почву. Что касается кузнечиков, то они увеличили содержание фосфора в почве.
Как такие маленькие существа могут вносить больший вклад, чем более крупные? Велти говорит, что «хотя „мелкие“ травоядные меньше по индивидуальным размерам, их обычно гораздо больше, чем „крупных“ травоядных. С точки зрения общей биомассы на единицу площади мелкие травоядные могут быть равны крупным травоядным или даже превосходить их».
Более того, исследователи отметили, что жизненный цикл кузнечиков, вероятно, ответственен за увеличение биомассы растений на лугах, которое обычно происходит в середине лета, а затем снова снижается. Кузнечики-детёныши, называемые нимфами, вылупляются весной и становятся взрослыми особями с взрослым аппетитом в конце лета и осенью. Этот цикл совпадает с типичным снижением биомассы растений в конце вегетационного периода. В то время как крупный рогатый скот и бизоны в течение лета потребляют примерно одинаковое количество растений.
Луговые равнины — одни из наиболее уязвимых наземных сред обитания, а популяции бизонов и луговых собачек в Северной Америке резко сократились после прибытия европейцев. Исследование подчёркивает роль мелких, но очень полезных обитателей луговых равнин, что имеет важное значение для усилий по их сохранению.
Статья «Экскременты крошечных луговых собачек играют важную роль в жизни травянистых равнин» впервые появилась на сайте Popular Science.