Новый инструмент для прогнозирования инвазивности растений

Во всем мире более 13 000 видов растений укоренились в новых средах — некоторые интегрируются с местной флорой, а другие распространяются агрессивно. Понимание причин, почему одни растения становятся инвазивными, а другие — нет, критически важно для сохранения биоразнообразия.

Новое исследование Университета Вермонта (UVM) дает представление, помогающее прогнозировать, какие растения с высокой вероятностью станут инвазивными в конкретном сообществе. Результаты показали, что чужеродные растения чаще становятся инвазивными, когда обладают биологическими признаками, отличающимися от признаков местного сообщества, и что высота растения может быть конкурентным преимуществом.

«Инвазивные виды могут оказывать разрушительное воздействие на наши природные экосистемы и вызывать долгосрочные экологические и экономические проблемы», — говорит профессор Джейн Молофски, старший автор исследования, опубликованного 6 ноября 2018 года в Nature Communications.

Исследователи изучили различия в биологических признаках 1855 местных и чужеродных видов растений в шести типах местообитаний умеренной зоны Центральной Европы. Среди чужеродных растений они сравнивали натурализовавшиеся (размножающиеся в природе без прямого вмешательства человека, но не распространяющиеся агрессивно) и инвазивные виды (распространяющиеся на большие расстояния и часто наносящие серьезный ущерб экосистеме).

Высота как фактор успеха

Почти во всех изученных местообитаниях неинвазивные чужеродные растения имели сходные с местным сообществом признаки, такие как высота растения, характеристики листьев и средний вес семян. В то же время инвазивные виды обладали сходными, но слегка отличающимися биологическими характеристиками — достаточно похожими, чтобы существовать в тех же местообитаниях, но достаточно разными, чтобы иметь уникальные черты, позволяющие им процветать.

Например, некоторые инвазивные растения были в среднем выше местных видов. Это предполагает, что дополнительная высота дает им лучший доступ к свету и позволяет вытеснять местные растения и распространяться более агрессивно.

Результаты подтверждают новую теорию инвазий — модель границы пространства признаков. Она предполагает, что чужеродные растения могут сосуществовать с местным сообществом, когда разделяют набор специфических биологических признаков, но могут вторгаться, когда имеют слегка иные адаптации к местным условиям окружающей среды. Таким образом, вновь интродуцированные виды должны быть достаточно похожи, чтобы выжить в сообществе, но их отличия могут повысить успех вторжения.

Результаты указывают, что один легко измеримый признак — высота растения — может быть высокопрогностичным фактором для определения потенциально инвазивных растений в данной среде. Хотя ключевые признаки могут различаться для разных флор, исследование предполагает, что усилия по искоренению следует сосредоточить на чужеродных видах, отличающихся от местных сообществ.

«Нам нужны новые прогностические инструменты, чтобы помочь в принятии политических и управленческих решений в области охраны природы и биоразнообразия», — говорит соавтор Брайан Бекейдж. — «Мы надеемся, что эта модель может использоваться как инструмент скрининга для определения растений с наибольшей вероятностью стать инвазивными в будущем».