W skrócie
- Badania prowadzone przez 15 lat na sawannie w Kenii wykazały, że zniknięcie słoni powoduje drastyczny spadek liczebności żuków gnojowych oraz osłabienie procesów rozkładu materii organicznej i rozsiewania nasion.
- Słonie dostarczają najważniejszego źródła pokarmu dla wielu gatunków żuków, a ich nieobecność prowadzi do nawet ośmiokrotnie większej liczby lokalnych wymierań w porównaniu do innych dużych zwierząt.
- Zmniejszenie liczby chrząszczy po zniknięciu słoni wpływa na wolniejszy rozkład odchodów i ogranicza rozsiewanie nasion, co obserwowano zarówno w eksperymentalnych działkach, jak i na pobliskich ranczach.
- Więcej podobnych informacji znajdziesz na stronie głównej serwisu, otwiera się w nowym oknie
Biologowie od dawna podejrzewali, że utrata niektórych gatunków może uruchamiać kaskadę zmian obejmującą wiele innych organizmów. Udokumentowanie takiego procesu w warunkach terenowych okazywało się jednak wyjątkowo trudne. Zespół naukowców pracujących w kenijskim Mpala Research Centre połączył modelowanie komputerowe z eksperymentem prowadzonym przez 15 lat na specjalnie przygotowanych obszarach sawanny. Wyniki pokazują, że los dziesiątków gatunków owadów może zależeć od obecności jednego dużego roślinożercy.
Badacze skupili się na relacji między słoniami a żukami gnojowymi. Choć Afryka jest pełna zwierząt pozostawiających po sobie odchody, to właśnie słonie okazały się najważniejszym źródłem pokarmu dla wielu gatunków tych owadów. Na terenie ośrodka badawczego naukowcy zidentyfikowali 176 gatunków żuków gnojowych. Następnie porównali ich reakcje na osiem różnych rodzajów odchodów pochodzących od zwierząt żyjących na sawannie.
Zobacz również:
Wyniki były jednoznaczne. Pułapki ustawione przy słoniowych odchodach przyciągały od 1,5 do nawet 24 razy więcej osobników niż pułapki wykorzystujące odchody innych zwierząt. Liczba gatunków była od dwóch do sześciu razy większa. Oznacza to, że dla znacznej części lokalnej społeczności owadów słonie stanowią kluczowe źródło zasobów. Co ważne, przewaga słoniowych odchodów była widoczna niezależnie od tego, z jakim innym gatunkiem je porównywano.
Dlaczego żuki wybierają akurat słonie?
Naukowcy wskazują dwa możliwe wyjaśnienia. Pierwszym jest ilość. Dorosły słoń produkuje ogromne ilości odchodów każdego dnia, zapewniając owadom stabilne źródło pokarmu. Drugim może być sposób trawienia. Analiza wykazała, że żuki gnojowe preferują odchody zwierząt takich jak słonie i zebry, które rozkładają włókna roślinne głównie w końcowej części przewodu pokarmowego.
Przeżuwacze, do których należą między innymi antylopy czy bydło, trawią pokarm znacznie dokładniej. W efekcie w ich odchodach pozostaje mniej składników atrakcyjnych dla chrząszczy. Dla ludzi różnica może wydawać się niewielka, ale dla żuków gnojowych okazuje się fundamentalna.
Dane terenowe posłużyły następnie do stworzenia modelu zależności między gatunkami zamieszkującymi badany obszar. Symulacje pokazały, że usunięcie słoni prowadziłoby do od dwóch do ośmiu razy większej liczby lokalnych wymierań niż zniknięcie któregokolwiek z pozostałych dużych zwierząt. Już sam ten wynik sugerował, że znaczenie słoni dla całego systemu jest wyjątkowe. Model wskazywał również, że skutki utraty słoni wykraczają daleko poza grupę owadów bezpośrednio związanych z ich odchodami.
Zobacz również:
Eksperyment z żukami trwał przez 15 lat
Aby sprawdzić, czy model odpowiada rzeczywistości, naukowcy wykorzystali eksperymentalne działki założone jeszcze w 2008 r. Część pozostawiono otwartą dla wszystkich zwierząt. W innych zastosowano ogrodzenia uniemożliwiające dostęp słoniom i żyrafom. Kolejne całkowicie odcięto od dużych roślinożerców. Każda z działek miała powierzchnię porównywalną z miejskim kwartałem zabudowy.
Po piętnastu latach różnice były wyraźne. Na terenach odwiedzanych przez słonie liczba żuków gnojowych była najwyższa. Tam, gdzie nie mogły wejść słonie i żyrafy, liczebność owadów spadła o dwie trzecie, biomasa zmniejszyła się o połowę, a liczba gatunków była o 23 proc. niższa. Podobne wyniki uzyskano na działkach całkowicie pozbawionych dużych roślinożerców.
Badacze wykluczyli przy tym znaczącą rolę żyraf. W testach preferencji ich odchody cieszyły się najmniejszym zainteresowaniem chrząszczy. Oznacza to, że za zaobserwowane zmiany odpowiadał przede wszystkim brak słoni.
Podobny obraz wyłonił się poza terenem eksperymentu. Naukowcy porównali również populacje żuków gnojowych na pobliskich ranczach, gdzie słonie zostały w dużej mierze wyparte przez owce i kozy. Tam także odnotowano wyraźne zubożenie zespołów owadów. Wyniki sugerują, że obserwowane zależności nie są artefaktem eksperymentu, lecz odzwierciedlają procesy zachodzące w rzeczywistych ekosystemach.
Efekt domina obejmuje cały ekosystem
Zmniejszenie liczby chrząszczy szybko przełożyło się na funkcjonowanie środowiska. Na działkach pozbawionych słoni odchody rozkładały się o 35 proc. wolniej niż tam, gdzie zwierzęta nadal występowały. To istotna różnica, ponieważ rozkład materii organicznej odpowiada za uwalnianie składników odżywczych wykorzystywanych później przez rośliny i mikroorganizmy.
Badacze zaobserwowali także zmiany w rozsiewaniu nasion. Sztuczne nasiona umieszczane w odchodach znikały dwukrotnie szybciej na terenach odwiedzanych przez słonie niż na działkach, z których zostały wykluczone. W praktyce oznacza to, że obecność dużych roślinożerców może wpływać również na tempo odnowy roślinności.
Autorzy komentującego badanie tekstu opublikowanego w Science zwracają uwagę, że wyniki są ważne nie tylko dla ochrony słoni. Pokazują również, jak podatne na zmiany są populacje owadów, których spadek liczebności obserwowany jest dziś w wielu częściach świata.
Żuki gnojowe należą do grup zwierząt, które rzadko trafiają na okładki magazynów przyrodniczych. Tymczasem ich znaczenie dla funkcjonowania ekosystemów jest ogromne. Rozkładają odchody, pomagają rozprowadzać składniki odżywcze, ograniczają rozwój pasożytów i szkodników, wspierają rozsiewanie nasion oraz przyczyniają się do magazynowania węgla w glebie. Według wcześniejszych szacunków ich działalność przynosi brytyjskiemu sektorowi hodowlanemu korzyści sięgające około 800 mln dolarów rocznie w przeliczeniu na dzisiejsze ceny.
Badanie z Kenii pokazuje, że ochrona pojedynczego gatunku może oznaczać ochronę całej sieci zależności, której znacznej części nawet nie dostrzegamy na co dzień. Gdy z krajobrazu znikają największe zwierzęta, skutki bardzo szybko odczuwają także te najmniejsze.
