Новое исследование опровергает традиционную классификацию питания животных в Йеллоустонском парке

Автор: Pixabay/CC0 Public Domain

Учёные и школьники традиционно классифицируют животных по типу их питания: хищники едят мясо; травоядные питаются цветковыми растениями, хвойными деревьями и кустарниками; а пасущиеся животные предпочитают травы.

Однако новое исследование, проведённое биологами из Университета Брауна и учёными Йеллоустонского национального парка, показало, что в разных условиях травоядные потребляют гораздо более разнообразные растения, чем считалось ранее.

Опубликованное в журнале «Proceedings of the National Academy of Sciences», исследование свидетельствует, что традиционные схемы классификации, разделяющие травоядных по процентному содержанию травы в их рационе, являются слишком упрощёнными и не отражают вариативность питания внутри видов и между ними, заявил соавтор исследования Тайлер Картзинел, доцент экологии, эволюции и биологии организмов в Университете Брауна.

«Это заставляет биологов задуматься, обнаруживаем ли мы в природе закономерности, которые подтверждают наши представления о том, что животные должны делать, а не то, что они делают на самом деле», — сказал Картзинел. «Это убедительно доказывает, что в Йеллоустоне мы помещаем животных в рамки, которые включают всех представителей вида, но не учитываем различия в пищевом поведении внутри вида или, что ещё важнее, сходства, объединяющие разные виды».

По словам Картзинела, подобные исследования помогают учёным лучше прогнозировать использование ресурсов дикой природой в изменяющихся ландшафтах, где существуют разногласия по поводу стратегий сохранения.

«Эти выводы — большой шаг к пониманию того, как так много видов крупных млекопитающих могут сосуществовать в Йеллоустоне», — отметил Картзинел. «Наши результаты показывают, что сохранение разнообразия растений — ключевое условие для поддержания разнообразия мигрирующих животных».

Когда пасущиеся становятся травоядными

Исследовательская группа изучала пищевое поведение животных в Йеллоустоне в течение семи лет. В прошлогоднем исследовании, опубликованном в «Royal Society Open Science», учёные сосредоточились на том, как среднестатистический представитель травоядных видов добывает пищу в парке.

В новом исследовании команда вновь сотрудничала с учёными Йеллоустона, которые отслеживали животных пяти видов травоядных и собирали образцы фекалий и растений. В исследовании участвовали вилорогие антилопы, толстороги, чернохвостые олени, вапити и бизоны. В Университете Брауна исследователи проанализировали образцы с помощью ДНК-метабаркодирования, что помогло определить, какие растения потребляли животные, а также использовали простые методы ИИ, чтобы выяснить, сколько различных типов питания существует среди многочисленных стад парка и имеет ли каждый вид свой уникальный рацион.

Соавтор исследования Ханна Хофф, аспирантка, изучающая экологию, эволюцию и биологию организмов в Университете Брауна, внесла в проект знания в области ботаники и науки о данных. Вдохновлённая семинаром профессора биологии и науки о данных Сони Рамачандрана, Хофф применила машинное обучение в сочетании с генетическими методами для лучшего понимания поведения травоядных.

Различия в питании между видами оказались менее значительными, чем предполагалось ранее. Вместо этого исследователи обнаружили, что представители разных видов могут иметь значительное сходство в рационе, а степень этого сходства зависела от места и времени кормления.

Одно из ключевых открытий команды заключалось в том, что возможности могут влиять на пищевое поведение сильнее, чем видовая принадлежность. Летом многие животные всех видов переходили на питание питательными полевыми цветами на лугах, а зимой чаще потребляли хвойные деревья и кустарники.

Зимой бизоны, хотя и не исключительно они, чаще продолжали искать траву и подобные виды пищи, даже когда она была скрыта под снегом, в то время как более мелкие травоядные, такие как чернохвостые олени и вилорогие антилопы, резко переключались на питание вечнозелёными деревьями.

«Оказывается, правильный вопрос не в том, "Ест ли этот вид траву?", а в том, "Ест ли он траву сейчас?"», — пояснил Картзинел.

Как эколог растений, Хофф подошла к изучению этого сообщества с точки зрения растений.

«Иногда существует тенденция рассматривать растительность как статичный "тип среды обитания", а не как динамичный набор взаимодействующих видов с их собственной экологией», — сказала Хофф. «Анализ групп питания на основе видов растений, которые их отличают, позволил нам изучить, как сезонность, питательность и пространственное распределение влияют на поиск пищи травоядными — выводы, которые могут быть скрыты при широкой классификации рациона».

Картзинел отметил, что результаты исследования — урок как для учёных, так и для иконоборческих животных.

«Представьте стадо бизонов, которые, как предполагается, должны быть пасущимися, но среди них есть один или два, которые хотят питаться как травоядные», — сказал Картзинел. «Традиционно учёные могли бы объяснить это различие как аномалию или нечто незначительное. Но подобные выводы показывают, что разнообразие в питании — это норма, и мы должны рассказывать историю о "травоядных бизонах"».

Дополнительная информация: Hannah K. Hoff et al, The apportionment of dietary diversity in wildlife, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2502691122

Источник: Brown University