Сайт учителя биологии и географии Лотоцкой Е. Г.

Интересные факты

Главная » 2014 » Апрель » 6 » Паразиты регулируют разнообразие

---

13:31 Паразиты регулируют разнообразие

На тропической станции в Центральной Америке продолжаются натурные экологические эксперименты. Биологи изучают феномен биоразнообразия в условиях естественного комплекса факторов. Результаты нового эксперимента позволяют оценить влияние фитопаразитов на разнообразие тропической флоры. Как выяснилось, они повышают растительное разнообразие, уничтожая в основном массовые виды и давая возможность вырасти редким видам. Таким образом, фитопаразиты выполняют роль средства, с помощью которого осуществляется плотностная регуляция численности массовых видов. Оуэн Льюис (Owen T. Lewis) с Отделения зоологии Оксфордского университета вместе с международной группой коллег продолжает натурные исследования экологических моделей. В центре его интересов остается модель Джензена–Коннела (см. Janzen-Connell hypothesis), которая постулирует повышение смертности того или иного вида растений при повышении его обилия. Согласно этой модели, смертность должна увеличиваться за счет действия паразитов — самых разных грибов и насекомых. Паразиты, хотя бы в силу более высокой вероятности, повреждают и уничтожают самые массовые виды, давая простор для развития редким видам с низкой плотностью. (Об уточнении этой гипотезы в отношении близкородственных и филогенетически далеких видов см.: В субтропическом лесу близкородственные деревья растут вдали друг от друга, «Элементы», 12.04.2012). Эта гипотеза не так давно получила первое фактическое подтверждение в работах Льюиса с коллегами (см.: Разнообразие тропических лесов обеспечивают грибы-паразиты, «Элементы», 03.05.2006). Ученые работали на тропической станции Лас-Куэвас (Las Cuevas) в юго-западной части Белиза (Центральная Америка). Им удалось показать, что паразитические грибы снижают число семян массового тропического растения Sebastiana longicuspis, а также увеличивают разницу между числом семян и числом выживших проростков. В популяции с высокой плотностью эта разница становится существенно заметнее. Если обработать участки с растениями фунгицидом (что и было сделано), то число семян и проростков увеличивается, а разница между численностью семян и проростков сокращается. Так что паразитические грибы, как выяснилось, регулируют численность данного растения. Но это исследование касалось только одного растения, пусть и массового. А как обстоят дела с собственно разнообразием, с редкими и массовыми видами? Льюис продолжил свои исследования на станции Лас-Куэвас, но значительно расширил их. Его новый натурный эксперимент длился 17 месяцев, и теперь уже не один вид, а все растения на опытных делянках удостоились пристального наблюдения ученых. Цель эксперимента — выяснить, во-первых, как влияют фитопаразиты (и насекомые, и грибы) на разнообразие сообществ, и во-вторых, как они меняют зависимость между плотностью популяции и смертностью проростков. Для этого были заложены 36 делянок (20 × 20 м каждая), в пределах каждой делянки выбрали по 7 площадок (1 × 1 м). На трех из них установили сетчатые ловушки для семян, три делянки обрабатывали средствами против фитопаразитов и одну оставили в качестве контроля. Против фитопаразитов использовали два разных фунгицида и один инсектицид. Предварительные исследования показали, что ни один из препаратов не влияет на рост и плодовитость растений на делянках. Итого, экологам требовалось обрабатывать еженедельные данные по обилию видов проростков на 144 площадках, да еще ежемесячно — разнообразие семян из 108 ловушек, и так в течение 17 месяцев — вот это работа! Зато в руках ученых оказались весьма и весьма представительные данные. Эти данные подтвердили, что численность проростков всех видов сильнее всего зависит от аппетита насекомых. На тех площадках, которые обрабатывали инсектицидом, взошло почти в 3 раза больше семян. Также стало ясно, что из-за воздействия патогенных грибов снижается разнообразие проростков. При обработке площадок фунгицидом доля малообильных и редких видов снизилась. Иными словами, там, где не было патогенных грибов, стали еще резче доминировать массовые виды, сместив редкие. Это отразилось на сдвиге индекса доминирования, который тем ниже, чем выше доля массовых видов. Из этих результатов следует, что вредители действительно снижают обилие массовых видов и повышают число редких. По всей вероятности, как предположили ученые, именно так реализуется плотностная регуляция видовых обилий. Опять-таки гипотетически, если убрать инструмент плотностной регуляции — патогены, — то эта зависимость должна сгладиться. Данные предположения проверили. И действительно, их удалось подтвердить фактами. На естественных участках (контрольных) число проростков не так высоко, как можно было бы ожидать при имеющемся числе семян, то есть из имеющихся семян должно было бы вырасти существенно больше растений. И это оказалось справедливо для 18 массовых видов на всех делянках, а не для какого-то одного. При обработке фунгицидом из имеющихся семян получалось сравнительно больше всходов (рис. 3); это означает, что пресс плотностной регуляции так или иначе ослаб. Правда, этот результат выявился только для одного фунгицида, а обработка инсектицидом и другим фунгицидом не изменила соотношений числа всходов от числа семян для массовых видов. Обнаружение плотностных взаимодействий не для одного растения, как в предыдущем исследовании Льюиса, а в среднем для всего сообщества видится чрезвычайно важным. Всё это вместе означает, что разнообразие в сообществе регулируется не столько набором пригодных условий и ресурсов, сколько многообразными взаимодействиями в пределах всего сообщества. Регуляция посредством паразитической элиминации — это только одна сторона разносторонних связей в сообществе. Данная работа возвращает нас к экологической концепции биологического разнообразия, которая толкует природные ассоциации как систему так или иначе взаимосвязанных элементов. Приверженцам нейтралистской гипотезы («виды сосуществуют на одной территории в соответствии со своими требованиями к внешней среде») следует принять факт опосредованного взаимовлияния видов друг на друга, представленный в этом исследовании. Источник: Robert Bagchi, Rachel E. Gallery, Sofia Gripenberg, Sarah J. Gurr, Lakshmi Narayan, Claire E. Addis, Robert P. Freckleton, Owen T. Lewis. Pathogens and insect herbivores drive rainforest plant diversity and composition // Nature. 2014. V. 506. P. 85–87.

1 2 3 4 5 Просмотров: 364 | Добавил: konechnoya | Рейтинг: 0.0/0

Всего комментариев: 0

Некоторые файлы и информация, находящиеся на данном сайте, были найдены в сети ИНТЕРНЕТ, как свободно распространяемые, присланы пользователями сайта или найдены в альтернативных источниках, также использованы собственные материалы. Автор сайта не претендует на авторство ВСЕХ материалов. Если Вы являетесь правообладателем той или иной продукции или информации, и условия, на которых она представлена на данном ресурсе, не соответствуют действительности, просьба немедленно сообщить с целью устранения правонарушения.