Нашествие дождевых червей: карта и анализ

Международная исследовательская группа применяет новый подход для борьбы с инвазивными дождевыми червями.

Проект объединяет учёных из Университета штата Огайо, Университета Альберты и Университета Саймона Фрейзера. Они используют статистический анализ для прогнозирования распространения одного вида червей, чтобы найти способы сдержать его.

В центре внимания — бореальный лес северной Альберты. В этом лесу нет местных видов червей; регион был свободен от них со времён последнего ледникового периода 11 000 лет назад, пока инвазивные европейские виды не начали распространяться по США и Канаде. В Альберту черви попали недавно.

В журнале Computational Statistics and Data Analysis исследователи прогнозируют, что к 2056 году один из инвазивных видов — Dendrobaena octaedra (иногда называемый червём с восьмиугольным хвостом) — расширит свою территорию с 3% до 39% бореального леса Альберты. Сейчас изолированные популяции D. octaedra разбросаны по региону и продвигаются вглубь леса примерно на 16 метров (52 фута) в год.

Как распространяются черви

Червь длиной менее дюйма, его яйца размером с семя кунжута. Одно из ключевых открытий: черви проникают в лес вдоль дорог. Это предполагает, что крошечные яйца застревают в протекторах шин и падают на землю, когда автомобили едут по лесу.

D. octaedra питается опавшими листьями, зарывается под поверхность, смешивает слои почвы и меняет её pH. В итоге это меняет процесс разложения органики и приводит к сокращению численности мелких почвенных беспозвоночных. Другие виды червей могут вызывать гибель местных растений и потерю среды обитания для гнездящихся птиц.

Методология и прогноз

Соавтор Эрин Кэмерон и её команда из Университета Альберты провели первые полевые исследования D. octaedra. На основе подсчёта червей на 78 участках леса в 2006 году, Оксана Чкребтий и соавторы оценили географическое распространение популяции. Они также смоделировали вероятное количество заносов червей вдоль дорог каждый год.

Используя метод приближённого байесовского вычисления (approximate Bayesian computation) по-новому, команда смогла одновременно оценить распространение популяции и новые заносы, а затем сделать 50-летний прогноз для северной Альберты.

Результаты моделирования

• Популяции D. octaedra расширяются примерно на 16 метров (52 фута) в год. С такой скоростью один червь и его потомство (они размножаются бесполым путём) могут заселить территорию длиной с американское футбольное поле за 6–7 лет.
• Модель определила, что один новый червь, вероятно, попадает в лес каждый год на каждые 100 километров (62 мили) дороги. На исследуемом участке леса около 22 000 км дорог, что означает потенциальное попадание более 200 червей в год.
• К 2056 году популяция этого вида, как ожидается, займёт 39% площади бореального леса на северо-востоке Альберты.

Значение и дальнейшие шаги

Бореальный лес — важная экосистема, покрывающая северные регионы Северной Америки, Европы и Азии (треть всех лесов планеты). Он отличается биоразнообразием, является "домом" для перелётных птиц и считается важным поглотителем углерода (carbon sink).

Изменения, вносимые червями, медленные, но глубокие. Модель можно использовать для повышения осведомлённости туристов и местных жителей, чтобы они избегали непреднамеренного заноса червей (например, очищая шины и снаряжение).

Планы исследователей:

• Чкребтий: расширить статистическую модель, чтобы изучить, как черви перемещаются внутри леса (например, между кемпингами).
• Кэмерон: использовать карты распространения для моделирования влияния червей на хранение углерода в почве в будущем. Она также создала сайт с рекомендациями и приложение "Worm Tracker" для школьников, чтобы отслеживать популяции червей.

Проблема актуальна и для США, где инвазия длится дольше, а последствия более заметны (например, проект Great Lakes Worm Watch в Университете Миннесоты).