Изменение климата нарушает микробиом животных через экологические взаимодействия
Изменение климата вызывает каскадные эффекты в экосистемах, влияя на здоровье животных через их микробиом — сообщество микробов, критически важное для пищеварения, иммунитета и защиты от патогенов. Поскольку виды бактерий в микробиоме в основном поступают из окружающей среды, нарушения в экосистемах, вызванные потеплением, могут подорвать эти ключевые функции.
Эксперимент в мини-экосистемах
Чтобы изучить эти эффекты в контролируемых условиях, исследователи использовали растения семейства бромелиевых в качестве модельных мини-экосистем. В саду из 60 идентичных бромелий в тропическом лесу Бразилии (Атлантический лес) в течение трех месяцев естественным образом формировались сообщества бактерий и беспозвоночных. Половину растений содержали при естественной температуре, а другую половину — при температуре на 6°C выше, моделируя прогнозируемое глобальное потепление.
В центре каждой бромелии, в крошечном водоеме, разместили головастиков древесной лягушки Ololygon perpusilla, которая размножается только в таких микро-водоемах. Через несколько недель проанализировали видовой состав бактерий в кишечнике головастиков, а также бактерий и беспозвоночных в самих бромелиях.
Результаты: каскадные нарушения
Исследование, опубликованное в Nature Climate Change, показало, что потепление влияет на головастиков не напрямую, а через нарушение экологических сетей:
- Изменение сообществ: Потепление стимулировало рост и размножение одних видов бактерий и беспозвоночных (например, фильтрующих личинок комаров) и подавляло другие.
- Нарушение микробиома: Эти изменения в окружающей среде (в воде бромелий) привели к нарушению здорового микробиома кишечника головастиков.
- Снижение приспособленности: У головастиков с нарушенным микробиомом наблюдалось снижение роста — ключевого показателя здоровья и выживаемости.
Примечательно, что снижение роста головастиков было сильнее связано с опосредованными эффектами потепления через микробиом, чем с прямым влиянием температуры на холоднокровных животных или на их пищевые ресурсы (водоросли).
Выводы и значение
Работа демонстрирует, как глобальное изменение климата может влиять на самые базовые уровни биологической организации, включая симбиотические бактерии в пищеварительном тракте животных. Она подтверждает растущий научный консенсус: помимо прямого воздействия за пределами температурных пределов, потепление может запустить эффект домино, нарушая сложные взаимодействия видов, от которых зависит функционирование всей экосистемы.