Как гавайские птицы выживают в фрагментированном лесу?

Лесные ландшафты могут дробиться на изолированные участки как из-за деятельности человека (сельское хозяйство, застройка), так и по естественным причинам. На Большом острове Гавайи потоки лавы от вулкана Мауна-Лоа, извергавшегося в 1850-х годах, создали более 300 изолированных лесных фрагментов — «кипука». Их размер варьируется от ¼ акра до 150 акров.

Профессор Дэвид Фласполер из Мичиганского технологического университета входит в междисциплинарную команду, которая при поддержке гранта NSF на $1.2 млн (до 2015 года) изучает, как птицы выживают в этих условиях. «Кипука» представляют собой уникальную естественную лабораторию, позволяющую изучить экологическое наследие фрагментации за полтора века.

Основной объект исследования — гавайские цветочницы (Hawaiian Honeycreepers), эндемичная группа птиц, произошедшая от одного вида вьюрка. Из 44 известных видов 24 вымерли, а 9 из оставшихся 20 находятся в федеральном списке исчезающих видов. Сегодня на Гавайи, составляющие 0.1% территории США, приходится треть всех исчезающих птиц страны.

Учёные обнаружили парадоксальный паттерн: в меньших по размеру «кипука» доминируют аборигенные виды птиц, а в крупных непрерывных лесах выше доля инвазивных (чужеродных) видов. Это противоположно тенденциям в умеренных лесах материков.

В 34 «кипука» на склонах Мауна-Лоа исследователи с помощью специальных сетей окольцевали более 800 птиц для изучения их выживаемости. Ключевой изучаемый фактор — влияние чёрных крыс, инвазивного вида, который является главным хищником, поедающим птиц, их яйца и конкурирующим с ними за насекомых. В половине «кипука» крыс отлавливают и удаляют, чтобы сравнить успешность гнездования и выживаемость цветочниц на участках с крысами и без них.

Во время работы учёные сделали неожиданное открытие: они впервые зафиксировали гибрид между двумя видами цветочниц — Apapane и I'iwi. ДНК-тесты подтвердили, что это потомство самца Apapane и самки I'iwi. Поскольку эти виды относятся к разным родам внутри одного семейства, такая гибридизация — редкое событие. Это может указывать на то, что виды разошлись эволюционно позже, чем считалось, и даёт новые данные об эволюционной истории группы.

Исследование направлено на понимание того, как птицы адаптируются к фрагментации среды обитания. Эти знания помогут сохранить биоразнообразие на Гавайях и в других регионах мира, где естественные ландшафты подвергаются дроблению.