Ученые изучают влияние Ла-Ниньи на лягушек в тропической Коста-Рике

Экстремальные климатические явления, такие как Эль-Ниньо или Ла-Нинья, могут наносить ущерб глобальной экономике, системам здравоохранения и сообществам растений и животных. В тропической Коста-Рике, где осадки обычно обильны, исследователи из Университета Нью-Мексико и Университета Коста-Рики (UCR) изучили влияние рекордного события Ла-Нинья на лягушек в их естественной среде обитания.

Под руководством кандидата наук Мейсона Райана группа проводила учет лягушек в течение пяти лет, включая событие Ла-Нинья 2010-2012 годов. Исследование под названием «Слишком влажно для лягушек: изменения в сообществе тропической лесной подстилки совпадают с Ла-Ниньей» было опубликовано в журнале Ecosphere.

Роль экстремальных осадков, связанных с Ла-Ниньей, для амфибий в тропиках мало изучена, но можно было не ожидать, что обильные дожди навредят популяциям влаголюбивых организмов. Лягушки лесной подстилки живут во влажной среде, состоящей из опавших листьев и другого лесного опада. Наступление Ла-Ниньи 2010-12 годов предоставило естественный эксперимент для изучения эффекта избыточных осадков на это сообщество. Райан и коллеги задокументировали экстремальные изменения в популяциях лягушек подстилки, совпавшие с Ла-Ниньей.

«Поскольку многие популяции амфибий сокращаются по всему миру, важно понимать роль циклических климатических событий, таких как Ла-Нинья, в колебаниях их численности для успеха природоохранных усилий в тропиках», — сказал Райан. «Это особенно важно, потому что ожидается, что такие события будут увеличиваться по частоте и интенсивности в ближайшие годы».

Наибольший источник изменчивости осадков в тропиках связан с Эль-Ниньо или Ла-Ниньей. Нарушение всего сообщества в 2010-11 годах было связано с 4980 миллиметрами (почти 200 дюймами) осадков — рекордом для региона. Более слабые условия Ла-Ниньи сохранялись в сообществе в 2011-12 годах.

Райан с помощью более 60 студентов-биологов UNM и UCR под руководством профессора Джозефа Кука и известного тропического биолога Нормана Скотта задокументировал популяционную динамику лягушек. Они изучали изменения в видовом разнообразии и численности в течение пяти лет, используя специализированные методы отбора проб животных лесной подстилки.

Используя четыре разных вида лягушек подстилки, они реплицировали и отбирали пробы на 10 участках в год, применяя методику полного удаления лесной подстилки в пределах каждого участка. Они измеряли и отбирали пробы ежегодно в марте, в сухой сезон, на биологической станции Организации по изучению тропиков «Лас-Крусес» на юге Коста-Рики.

Их выводы были удивительными: на строго наземные виды лягушек (не размножающиеся в воде) экстремальные осадки могут влиять так же, как и на их водно-размножающихся собратьев. Исследователи обнаружили, что видовое разнообразие и структура сообщества резко изменились в худшую сторону по сравнению с двумя годами до Ла-Ниньи и началом события в 2010 году.

Измененная структура сообщества из-за экстремальных осадков сохранялась более 20 месяцев. За это время численность всех четырех видов лягушек подстилки снизилась, а несколько показателей выявили заметные изменения в структуре сообщества с точки зрения разнообразия и заселенности участков.

Исследователи наблюдали изменения, которые показали, что слишком много воды может вызывать сильный экологический эффект даже во влажном климате. Изменения включали повышенную смертность яиц и измененную доступность ресурсов в подстилке. Изменения в доступности ресурсов негативно повлияли на лягушек через серию сложных взаимодействий, затрагивающих динамику хищников и жертв.

«Каждый год Ла-Нинья приводила к потере видов и перестройке сообщества лягушек подстилки, — сказал Райан. — Идентичность видов и их обилие менялись во влажные годы Ла-Ниньи по мере переупорядочивания видов и их исчезновения из сообщества. Участки становились более похожими, создавая более однородное сообщество лягушек по сравнению с периодом до Ла-Ниньи. Это было удивительно, потому что мы не ожидали, что слишком много осадков окажет негативное влияние».

Однако, что так же удивительно, исследователи обнаружили, что когда условия Ла-Ниньи ослабли и количество осадков приблизилось к среднему, сообщество лягушек восстановилось до уровней, предшествовавших Ла-Нинье, в течение года.

«Это очень обнадеживающая новость, предполагающая, что тропические лягушки подстилки способны к быстрому восстановлению после экстремальных климатических нарушений, — сказал Мейсон. — Конечно, это зависит от того, не воздействуют ли одновременно на популяции лягушек такие внешние факторы, как изменение среды обитания или болезни. Если эти дополнительные стрессоры не являются основным фактором во время экстремального события, видовое разнообразие и численность могут быстро восстановиться до уровней, предшествовавших климатическому нарушению».