Экологи объяснили, как животные обеспечивают стабильность экосистемы

Самый известный пример животного-инженера — бобр, который строит плотины и меняет ландшафт, образуя озера и меняя русла рек. Но он не единственный переделывает окружающую среду: белки могут терять спрятанные желуди и орехи, из которых потом вырастают деревья, слоны выкорчевывают саженцы и небольшие деревья, создавая пастбища. Грубо говоря, «экосистемным инженером» можно назвать любое животное, которое оказывает долгосрочное влияние на природу (дольше его жизни).

Ученые из Калифорнийского университета в Мерседе опубликовали статью в Nature Communications, где описали воздействие таких инженеров на среду. Это одно из первых исследований, которое моделирует сборку и изменение экологических сетей. «Мы хотели понять, как с механической точки зрения создаются пищевые цепочки и каналы взаимодействия, — говорит Джастин Йекел, эколог и ведущий автор статьи. — Чтобы сделать это, мы должны были включить в рассмотрение инженерию, потому что некоторые виды влияют на свою окружающую среду, есть обратная связь между окружающей средой и видом».

Группа изучила процесс сборки экосистемы, где колонизация новой среды и вымирание видов зависят от трофических, форических и фабрических связей. То есть один вид может питаться другим, участвовать в его размножении (например, распространять пыльцу, как пчелы) или использовать его для строительства (как птицы, которые вьют гнезда из веток, перьев и шерсти).

Затем ученые создали модель, в которой нет конкретных животных и особенностей ландшафта, например лесов или рек. Зато есть взаимодействия между абстрактными видами: они могут есть, нуждаться в чем-либо или что-то производить. Модель повторяла ключевые особенности экосистем и следовала нескольким простым правилам: чтобы выжить, виду достаточно потреблять один ресурс, нетрофические потребности которого он должен полностью удовлетворить; если вид не является самым сильным в борьбе за этот ресурс, то начинаются первичные вымирания; если ресурс исчезает, то вторичные. Иными словами, пчелы могут жить на пыльце одного вида цветов, но должны обеспечить ему опыление, чтобы он не исчез. Если у них появляется более сильный конкурент, который пытается той же пыльцой, или цветы исчезли, они могут погибнуть.

Эксперимент показал, что животные-инженеры влияют на темпы вымирания. Если их мало, растет количество первичных вымираний, и стабильность системы падает; обилие инженерных видов делает ее, наоборот, устойчивее. В будущем ученые планируют расширить модель, добавив в нее эволюционную динамику, чтобы менять, что виды едят, производят и в чем нуждаются. Это исследование поможет лучше понять, как человек, самый крупный «экосистемный инженер» на сегодня, влияет на окружающую среду.