Высокое локальное разнообразие дождевых червей в умеренных широтах по сравнению с тропиками

В любой отдельно взятой локации обычно обнаруживается больше дождевых червей и больше их видов в умеренных регионах, чем в тропиках. Глобальное изменение климата может привести к значительным изменениям в сообществах червей по всему миру, угрожая многим выполняемым ими функциям. Таковы два главных результата нового исследования, опубликованного в журнале Science. Работу возглавили учёные из Немецкого центра интегративных исследований биоразнообразия (iDiv) и Лейпцигского университета. Они объединили 140 исследователей со всего мира, чтобы собрать крупнейший в мире набор данных о дождевых червях, охватывающий 6928 участков в 57 странах.

Дождевые черви встречаются во многих экосистемах мира. Там, где почва не промёрзшая (вечная мерзлота), не слишком влажная, кислая или совершенно сухая (пустыни), они существенно определяют функционирование экосистем. Они роют норы, перемешивают компоненты почвы и поедают органические остатки. Тем самым они обеспечивают широкий спектр экосистемных услуг: снабжение питательными веществами, обеспечение пресной водой, накопление углерода, смягчение последствий изменения климата, распространение семян. Именно поэтому дождевых червей считают крайне важными «инженерами экосистем». Эта важность также отражается в большой биомассе червей: часто общая биомасса дождевых червей на определённой территории больше, чем биомасса всех млекопитающих, живущих на той же площади.

Хотя влияние червей на экосистемы и предоставляемые ими людям услуги хорошо известно, об их глобальном распределении известно мало. «Исследователи десятилетиями знали, что для любой заданной площади в тропиках мы обычно ожидаем больше видов, чем на такой же площади в умеренных регионах, — говорит первый автор работы доктор Хелен Филлипс. — Но до сих пор мы не могли количественно исследовать те же глобальные закономерности для дождевых червей, поскольку не было глобального набора данных о них».

Филлипс и её коллеги поставили цель создать глобальную карту, используя как можно больше данных о разнообразии, численности и биомассе червей. Работая в составе международной рабочей группы sDiv, они связались с исследователями со всего мира и попросили предоставить данные для создания нового глобального набора данных с открытым доступом.

Результаты этого масштабного труда показывают, что закономерности подземного биоразнообразия не совпадают с наблюдаемыми для организмов, живущих над землёй. Разнообразие растений, насекомых или птиц (количество видов на заданной площади) обычно увеличивается от высоких широт к низким, достигая максимума в тропиках. Для дождевых червей исследователи обнаружили противоположную картину. Наибольшее локальное разнообразие червей было обнаружено в Европе, на северо-востоке США и в Новой Зеландии. Аналогичные закономерности были выявлены для численности (количество особей на единицу площади) и биомассы червей — их самые высокие значения также приходятся на умеренные регионы.

В то же время виды дождевых червей в тропиках, по-видимому, имеют меньшие ареалы распространения. «В тропиках, проехав всего несколько километров, можно найти совершенно новый набор видов дождевых червей, в то время как в более холодных регионах они остаются более или менее одинаковыми», — отмечает Хелен Филлипс. Это может означать, что, хотя в отдельной локации в тропиках видов мало, их общее количество во всём регионе может быть чрезвычайно высоким. Но это пока неизвестно. Главная причина этой неопределённости в том, что многие тропические виды червей ещё не описаны.

Исследователи также оценили, какие факторы окружающей среды определяют количество видов, численность и биомассу червей. Наибольшее влияние оказали факторы, связанные с осадками и температурой. «Основываясь на этих сильных климатических эффектах, мы делаем вывод, что изменение климата может вызвать сдвиги в сообществах дождевых червей и изменить функции и услуги экосистем», — говорит Нико Айзенхауэр. Учитывая их роль как инженеров экосистем, учёные обеспокоены потенциальными каскадными эффектами на другие организмы, такие как микробы, почвенные насекомые и растения.

Результаты исследования имеют значение для приоритетов охраны природы. Биоразнообразие обычно является важным критерием для выбора охраняемых территорий. Однако фокус только на надземном разнообразии может привести к недостаточной защите дождевых червей. Таким образом, для полной оценки необходимо включать и подземное биоразнообразие — это позволит защитникам природы выявлять истинные горячие точки биоразнообразия планеты. «Пришло время для смены парадигмы в сохранении биологического разнообразия — потому что они в основном обитают в почве, мы легко забываем об удивительных существах у нас под ногами, — заключает Нико Айзенхауэр. — Дождевые черви могут быть незаметными и не обладать харизмой панды, но они чрезвычайно важны для других организмов и функционирования наших экосистем».