Маленькие обитатели прерий оказались эффективнее бизонов в круговороте питательных веществ

Новое исследование показывает, что луговые собачки играют непропорционально большую роль в круговороте питательных веществ, добавляя к своему списку полезных услуг как инженеры экосистем. Автор: Энн Бэтдорф, Национальный зоопарк Смитсоновского института и Институт биологии сохранения

Питательные вещества почвы поддерживают растения, а животные, потребляющие растения, возвращают эти питательные вещества в почву, создавая круговорот питательных веществ. В новом исследовании, опубликованном в журнале Ecology, ученые из Национального зоопарка Смитсоновского института и Института биологии сохранения (NZCBI) обнаружили, что в луговых степях самые мелкие травоядные — а именно луговые собачки и кузнечики — увеличивают скорость круговорота питательных веществ в большей степени, чем крупные травоядные, такие как бизоны и крупный рогатый скот.

Степи покрывают 25–40% суши Земли и обеспечивают множество преимуществ для окружающей среды, включая секвестрацию углерода, контроль эрозии и поддержание разнообразия жизни. Тем не менее, степи являются одними из наиболее угрожаемых наземных экосистем, а травоядные, которые играют критически важную роль в круговороте питательных веществ в степных экосистемах, сталкиваются со многими проблемами сохранения.

В Северной Америке как бизоны, так и луговые собачки, вероятно, составляют лишь 1–2% от популяций животных, которые бродили по Великим равнинам до прибытия европейцев. В интересах определения того, как эти травоядные формируют степные экосистемы, исследователи изучили вклад луговых собачек, кузнечиков, бизонов и крупного рогатого скота в питание травы и почвы на 15 участках короткотравной прерии на северо-востоке Монтаны — районе активных исследований, представляющем коллаж из ландшафтов сохранения, скотоводства и сельского хозяйства.

«Травоядные вносят вклад в зеленую пищевую сеть, превращая растительные ткани в мочу и навоз, которые обеспечивают новый рост растений легкодоступными питательными веществами», — сказала Эллен Вельти, эколог сообществ NZCBI и старший автор исследования. «Это циклирует питательные вещества с более быстрой скоростью, чем коричневая пищевая сеть, где растительные ткани медленно стареют и разлагаются, прежде чем питательные вещества станут доступными для поглощения будущими растениями».

Из всех изученных травоядных исследователи обнаружили, что луговые собачки приносят наибольшую пользу доступности питательных веществ в прерии. В городках луговых собачек были самые высокие уровни углерода и азота в почве, концентрации которых увеличивались с большим присутствием самых маленьких из изученных травоядных — кузнечиков. Луговые собачки также увеличивали местное содержание азота, калия и магния в тканях травы, вероятно, благодаря своим выделениям и рытью нор, что помогало внедрять питательные вещества в почву. Кроме того, кузнечики увеличивали содержание фосфора в почве.

Исследователи также обнаружили, что кузнечики, вероятно, ответственны за характерный пик биомассы растений в середине лета в прерии, прежде чем она снижается в конце вегетационного периода. Сезонные жизненные циклы кузнечиков, с вылуплением маленьких нимф весной и ростом до крупных голодных взрослых особей в конце лета и осенью, вероятно, являются причиной этого снижения биомассы растений в конце вегетационного периода. В отличие от кузнечиков, крупные травоядные, крупный рогатый скот и бизоны, потребляли относительно постоянные уровни биомассы растений в течение лета.

«Это исследование показывает, что существует множество различных взаимодействий между травоядными и более широкой степной экосистемой», — сказала Джули Реб, ведущий автор исследования, которая проводила исследование в качестве стажера в NZCBI. «Хотя присутствие некоторых более мелких травоядных, таких как луговые собачки и кузнечики, может быть не так очевидно, влияние, которое они оказывают на экологию степи, значительно».

Исследование указывает на необходимость сохранения и восстановления не только крупных травоядных, но и маленьких, незамеченных героев — луговых собачек и кузнечиков — для поддержания круговорота питательных веществ и полностью функционирующих степных экосистем.

Больше информации: Herbivore effects on plant quality and quantity in a shortgrass prairie, Ecology (2025). DOI: 10.1002/ecy.70192. esajournals.onlinelibrary.wile … oi/10.1002/ecy.70192

Источник: Smithsonian

ИИ: Интересное исследование, которое показывает, насколько важны даже мелкие животные для экосистем. В 2025 году особенно актуально понимать взаимосвязи в природе, особенно учитывая проблемы изменения климата и потери биоразнообразия.