Что такое ключевые виды и почему они так важны?

Уберите этот вид, и всё рухнет. 

Как однажды сказал мудрый львиный монарх: «Всё, что вы видите, существует вместе в хрупком равновесии. Как король, ты должен понимать этот баланс, все мы связаны в великом Круге Жизни». 

Но что, если этот круг был больше похож на… овал? Что, если вместо того, чтобы каждый вид был столь же важен, как и любой другой, почти все они зависели бы от одного или двух? В таком случае у вас был бы ключевой вид.

Что такое ключевой вид?

Людям нравится думать о себе как о хозяевах, управляющих окружающей средой — и это правда, что очень немногие животные столь же амбициозны, когда дело доходит до воздействия на планету. Мы построили города там, где когда-то была дикая природа; мы можем менять русла рек и поднимать уровень мирового океана; и мы убиваем целые виды ради забавы. Так что, возможно, мы в этом лучшие. Но ни в коем случае не единственные. 

«Это почти оруэлловщина: некоторые виды более равны, чем другие», — говорит Ларри Краудер, биолог с морской станции Хопкинса Стэнфордского университета. «С точки зрения структуры экосистем, да, одни виды важнее других».

Понятие «ключевого вида» восходит к 1960-м годам, когда начинающий эколог Роберт Пейн решил бросить кучу морских звезд в Тихий океан. Нет, правда. «Пейн понял, что если он хочет понять, как работает природа — правила, регулирующие популяции животных — ему нужно создать ситуацию, в которую он мог бы вмешаться и нарушить порядок», — объяснял биолог развития и автор Шон Б Кэрролл, профессор молекулярной биологии и генетики Университета Висконсин-Мэдисон и вице-президент по научному образованию в Медицинском институте Говарда Хьюза, в своей книге 2016 года «Правила Серенгети: стремление открыть, как работает жизнь и почему это важно». 

«В конкретном случае ему нужна была обстановка, в которой он мог бы брать хищников и посмотреть, что произойдет — то, что позже будет описано как экология «пни ногой и посмотри», — написал он. «Отсюда и метание морских звезд».

вид

В течение следующего года, когда Пейн регулярно ходил и отбрасывал морских звезд от скал вдоль одного небольшого участка побережья. Последствия оказались разительными. 

Без пятипалых хищников, которые бы их поедали, местные популяции ракушек и улиток резко возросли; с другой стороны, четыре вида водорослей практически исчезли, а местные виды морских блюдечек и хитонов исчезли полностью. По сравнению с соседним участком берега, который Пейн оставил в его естественном состоянии, биоразнообразие вокруг скал сократилось вдвое. Причем потери не ограничивались видами, находящимися ниже морской звезды в пищевой цепи: местные популяции актиний и губок также сократились, несмотря на отсутствие очевидной экологической связи с выброшенными на глубину морскими звездами.

Именно это, наряду с аналогичными экспериментами в Новой Зеландии и на Аляске, укрепило концепцию Пейна о том, что он позже назвал «ключевыми видами» — видами, которые оказывают чрезвычайно сильное влияние на окружающую среду по сравнению со своей популяцией. Уберите ключевой вид, и вся экосистема выйдет из равновесия; в лучшем случае она будет вынуждена быстро адаптироваться к новым или инвазивным видам, захватывающим среду обитания, а в худшем — что ж, в худшем случае экосистема может полностью исчезнуть.

Какие виды являются ключевыми?

Учитывая, насколько они важны, вы можете быть удивлены тем, какие виды на самом деле претендуют на статус ключевых. «Общественное восприятие ключевых видов рисует крупных наземных млекопитающих», — сказала Диана Сривастава, эколог сообществ из Университета Британской Колумбии в начале этого года. «Но на самом деле большинство из них таковыми не являются», — пояснила она. «Большинство ключевых видов водные. Многие из них даже не являются хищниками. Существует значительное количество беспозвоночных».

Итак, как мы определяем, какие виды считать ключевыми? Это не такой простой вопрос, как может показаться, — и с 1990-х годов, по сути, некоторые экологи начали беспокоиться о том, что этот термин настолько расплывчат, что граничит с бессмысленностью. Чтобы дать вам представление о том, насколько широк спектр потенциальных ключевых видов: один анализ, проведенный в прошлом году, изучил более 150 исследований, проведенных за последние примерно 50, и пришел к выводу, что по крайней мере 230 различных видов были в какой-то момент названы ключевыми. 

вид

«Проблема в том, что не существует стандартов, которым должны соответствовать исследователи, определяя изучаемый ими организм как ключевой», — сказал Брюс Менге, эколог сообществ из Университета штата Орегон, изучавший Пейна в аспирантуре. «Любой может свободно предлагать, аргументировать или предполагать, что его вид является ключевым».

Тем не менее, некоторые виды выделяются как очевидные примеры. Бобры, например, были описаны как «не что иное, как континентальные силы природы и частично ответственные за формирование территории, на которой американцы строили свои общины» — неплохо для некогда почти вымершего грызуна. А почему? Всё из-за их плотин: строя эти фирменные образцы инфраструктуры, животные могут буквально преобразовать ландшафт в процветающие водно-болотные угодья, создавая среду обитания для водоплавающих птиц и способствуя росту популяций лягушек, рыб и беспозвоночных.

«Бобровые водно-болотные угодья довольно уникальны», — сказал Найджел Уилби, профессор пресноводной науки из Стерлингского университета, в 2023 году. «Любой может сделать пруд, но бобры делают удивительно хорошие пруды для биоразнообразия, отчасти потому, что пруды у них получаются мелкие, усеяны мертвой древесиной и, как правило, замусорены бобрами, питающимися растениями, роющими каналы, ремонтирующими плотины, строящими домики и т.д.» «По сути, бобры превосходно создают сложные водно-болотные угодья, с которыми нам никогда не сравниться».

Другие ключевые виды менее гламурны. Используя аналитический метод, разработанный для сортировки элементов по связанным кластерам, Ишана Шукла, докторант по экологии из Калифорнийского университета в Дэвисе, и ее коллеги смогли выделить пять отдельных типов ключевых элементов: некоторые, как бобры, являются специалистами по терраформированию мелких млекопитающих; некоторые, как акулы или волки, важны благодаря своей роли крупных хищников, навязывающих своим экосистемам то, что в научных кругах действительно известно как «ландшафт страха». Но три других типа ключевых видов — виды, находящиеся в середине пищевой цепи, такие как европейская килька или бычок; заполнители экологических ниш, такие как медоносные пчелы; и то, что исследователи называют «более мелкими, низкоуровневыми потребителями беспозвоночных», такими как морские ежи или капустные бабочки, — с меньшей вероятностью попадут в заголовки газет.

И это проблема. «Мы выявили целый пласт ключевых элементов, которые не обязательно получают природоохранные меры или природоохранное внимание», — сказала Шукла. «Но мы видим, что они чрезвычайно важны для нашей экосистемы».

вид

Что произойдет, если ключевой вид вымрет?

По определению, ключевой вид оказывает огромное влияние на свою экосистему. Итак, что произойдет, если он исчезнет? На самом деле нам не нужно особо фантазировать на эту тему — у нас есть готовый пример. Когда-то наиболее широко распространенное млекопитающее в мире, серый волк был почти или полностью истреблен во многих местах своего первоначального обитания из-за многовекового вмешательства человека. Исчезновение этого ключевого вида имело последствия, которые мы только сейчас начинаем полностью понимать, — и на самом деле именно благодаря их восстановлению и реинтродукции в таких местах, как Йеллоустоун, мы видим, насколько они важны для экосистемы.

Например, «одним из способов, с помощью которых волки оказывают влияние, является охота на койотов, что создает волновой эффект по всей системе», — написал Кристофер Дж. Престон, профессор философии из Университета Монтаны, специализирующийся на экологической этике, в статье 2023 года. «Меньше койотов означает больше грызунов, что, в свою очередь, означает более успешную охоту для хищных птиц». Точно так же «лоси избегают некоторых районов, когда поблизости находятся волки, что приводит к экологическим изменениям, которые каскадом спускаются сверху», — пояснил он. «Растительность может восстановиться, что, в свою очередь, может принести пользу другим видам».

Эти сильные нисходящие эффекты известны как «трофические каскады» — и они могут быть гораздо более сложными, чем вы думаете. Действительно, присутствие волков в районе может вызвать такие изменения, о которых могут только мечтать инженеры-геодезисты: согласно одному исследованию 2016 года, реинтродукция псовых во всех бореальных лесах Северной Америки может сократить количество углерода, выбрасываемого в атмосферу, на 99 миллионов тонн в год. Это эквивалентно, как отмечают исследователи, полному выводу из эксплуатации 71 миллиона автомобилей.

И вот в чем тут дело: это результат жизнедеятельности всего лишь одного ключевого вида, который, к счастью, нам удалось спасти от исчезновения. А сколько еще экосистем было потеряно навсегда из-за человеческого вмешательства? Сколько их исчезает сейчас? «Трофические каскады были обнаружены по всему миру, где ключевые хищники, такие как волки, львы, акулы, койоты, морские звезды и пауки, формируют сообщества», — писал Кэрролл. «И из-за их недавно оцененной регулирующей роли потеря крупных хищников за последнее столетие вызывает у Эстеса, Пейна и многих других биологов глубокую озабоченность».

«Сегодня, конечно, один хищник имеет большее влияние, чем любой другой», — предупредил он. «Мы создали чрезвычайную экологическую ситуацию, когда мы являемся главными хищниками и главными потребителями во всех средах обитания». «Люди, безусловно, являются доминирующим ключевым видом и станут главными проигравшими, если правила не будут поняты, а глобальные экосистемы продолжат разрушаться», — говорит Пейн. «И единственный вид, который может регулировать нас, — это мы сами».

Читайте также: Троодон сапиенс? Размышления о “динозавроиде”

planet 01 1
zemlya 01
mars 01 3
galaktik 01
vremeni 03
Астрономы опять хотят переписать определение планеты
Астрономы опять хотят переписать определение планеты
Земля замедляется: дни становятся длиннее из-за таяния ледников
Земля замедляется: дни становятся длиннее из-за таяния ледников
Марсианские пчелы: НАСА планирует запустить рой мини-роботов на Красную планету
Марсианские пчелы: НАСА планирует запустить рой мини-роботов на Красную планету
Одни ли мы в Галактике? Похоже, что да
Одни ли мы в Галактике? Похоже, что да
Путешествие во времени становится реальностью: квантовый сенсор позволяет заглянуть в прошлое
Путешествие во времени становится реальностью: квантовый сенсор позволяет заглянуть в прошлое
previous arrow
next arrow
Поделиться

Добавить комментарий