Исследование полёвок на арктическом острове расширяет знания о динамике популяций мелких млекопитающих

Многолетнее исследование полёвок на норвежском архипелаге Шпицберген даёт ответ на давнюю загадку арктической экологии: что движет установленными циклами популяций мелких арктических млекопитающих, таких как полёвки и лемминги.

Эти растительноядные грызуны — одни из самых многочисленных млекопитающих в Арктике и важная часть пищевой сети. Результаты, опубликованные в журнале PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) командой канадских и норвежских учёных, указывают на важность хищников как основного фактора, управляющего регулярными трёх-пятилетними циклами численности популяций мелких млекопитающих. По сути, исследование показывает, что взаимодействия «снизу вверх» (травоядное–растение) не могут генерировать такие популяционные циклы.

На Шпицбергене сложилась уникальная ситуация, где у полёвок нет специализированных хищников, в отличие от их сородичей в других частях Арктики. Это создаёт простую модель для проверки влияний на их популяции в отсутствие регуляции со стороны хищников.

Восточноевропейская полёвка (Microtus levis) была, вероятно, завезена на остров Западный Шпицберген с российских рудовозов в период с 1920-х по 1960-е годы. Остров предоставил изолированную экосистему без значимых хищников, где полёвки процветали на травах.

Норвежские учёные отслеживали популяции полёвок в течение двух десятилетий (1990-е и 2000-е годы) с помощью живоловок. Популяция полёвок сильно колебалась — от пиков около 120 особей на гектар до почти полного отсутствия. Однако, в отличие от популяций в других арктических и бореальных регионах, полёвки Шпицбергена не показали значимой циклической модели в своей динамике.

Используя эти данные и демографический анализ, команда подтвердила гипотезу о важности хищников в регуляции популяционной динамики. Теоретические модели показали, что если бы доступность пищи была первичным фактором, полёвки Шпицбергена также демонстрировали бы типичный трёх-пятилетний цикл, чего не наблюдалось.

Вторая часть исследования изучила влияние климата. Предыдущие работы показали, что зимние дожди на снег создают ледяные корки, мешающие полёвкам и шпицбергенским северным оленям добираться до растений.

Резкие спады популяции происходили после зим с сильными дождями на снег. Однако текущее исследование также показывает, что спады случаются, когда плотность полёвок осенью очень высока — это, вероятно, приводит к перевыпасу и снижению выживаемости во время долгой арктической зимы.

Теоретическая модель, основанная на этих результатах, показывает, что комбинация изменчивости климата и зависящего от плотности перевыпаса зимой способствует нерегулярной динамике «бумов и спадов» в этой популяции полёвок Высокой Арктики.