Как крошечные существа меняют сами реки, в которых живут
Что формирует реку? Обычно думают о крупных процессах, таких как штормы и наводнения, или о человеческой деятельности — дамбах, укреплении берегов. Однако современная форма рек — это ещё и результат совокупного воздействия миллионов беспозвоночных, часто настолько мелких, что большинство людей их не замечает.
Зоогеоморфология — это изучение того, как животные влияют на физическую среду, например, перемещая осадок или изменяя среду обитания. Эффекты крупных организмов очевидны: бобровая плотина задерживает воду, создавая разнообразные водно-болотные угодья выше по течению и иногда смягчая паводки ниже. Рыбы также меняют реку, переворачивая гравий во время кормления и нереста.
Индивидуальное влияние беспозвоночных гораздо меньше, но в совокупности оно может быть значительным. Чарльз Дарвин признал это ещё в 1881 году в своей работе «Образование растительной плесени деятельностью дождевых червей», и то же самое верно для рек. Эта армия маленьких инженеров меняет речные среды, и наша исследовательская группа как раз изучает, как именно.
Вот три существа, которые уже оказывают большое влияние:
1) Речной рак — подрывает берега
Сигнальный рак — пресноводное ракообразное, похожее на лобстера, но размером примерно с iPhone. Его завезли в Великобританию в 1970-х для разведения в пищу. После серии побегов вид стал широко распространён, и методов его искоренения не известно. Сигнальные раки оказывают пагубное воздействие на экологию рек. Они питаются в основном водными растениями и местными беспозвоночными, изменяя состав местной фауны и флоры. Кроме того, из-за конкуренции и распространения «рачьей чумы» они уничтожают популяции местного белопалого рака.
Сигнальные раки также резко меняют речную среду. В Великобритании они роют норы в глинистых берегах, вызывая их обрушение, что угрожает зданиям и инфраструктуре. Например, норы в земляных дамбах ландшафтного сада Приор-Парк в Бате потребовали ремонта стоимостью в миллионы фунтов. Раковая деятельность также добавляет в реку огромное количество глины, которая забивает гравийное дно, что плохо для рыб, нерестящихся в гравии.
2) Моллюски — скрепляют гравий
Моллюски фильтруют воду, удаляя осадок и органический детрит. Местные пресноводные моллюски — виды-инженеры, способствующие увеличению численности других беспозвоночных. Однако инвазивные моллюски создают проблемы.
Дрейссена речная (zebra mussel), родом из России и Украины, очень плодовита и распространилась по Европе, а также в Великие озёра США и Канады, где забивает трубы, ежегодно обходясь американским водным и энергетическим компаниям примерно в 17,8 млн долларов.
В Великобритании дрейссену впервые обнаружили в 1825 году, но недавно её распространение ускорилось, а теперь появился и её более крупный родственник — квагга (quagga mussel). Эти моллюски прикрепляются к речному гравию, местным моллюскам и друг к другу, создавая плотную сеть. Это фактически цементирует русло, ухудшая качество среды обитания для других животных.
3) Ручейник — склеивает камни
Ручейники — невероятно разнообразная группа водных насекомых, только в Великобритании их почти 200 видов. Их личинки производят шёлк, похожий на паучий, но липкий под водой. Многие виды используют его для строительства сетей, похожих на паутину. Ручейники натягивают эти сети между камнями, чтобы ловить частицы пищи, переносимые течением.
Эти сети также связывают речной гравий. В результате образуются более устойчивые участки дна, снижается эрозия, и, возможно, создаётся безопасное убежище для других беспозвоночных во время паводков. Личинки ручейника меньше ногтя, однако их численность часто чрезвычайно высока — многие тысячи особей на квадратный метр речного дна. Такое обилие в сочетании с необычным использованием шёлка означает, что они могут влиять на геоморфологию рек.
Помимо строительства сетей, многие виды личинок ручейника сооружают «домики» для защиты от хищных рыб. Для их постройки личинки используют шёлк, чтобы скрепить всё — от гравия до мелкого песка и кусочков растений. Перемещая этот песок по дну, крошечные ручейники могут влиять на гораздо более крупные физические процессы, такие как перенос песка вниз по течению.
Водные беспозвоночные, подобные трём рассмотренным выше, могут быть малы, но способны формировать ландшафт вокруг себя. Нам необходимо лучше понимать эти зоогеоморфологические эффекты, потому что без этого мы не можем предсказать, как реки будут меняться со временем, в том числе в ответ на изменение климата.
В случае инвазивных видов, таких как сигнальный рак и дрейссена, важно предотвращать их распространение не только для защиты местных видов, но и чтобы не позволить захватчикам изменить среду обитания в худшую сторону. Однако местные виды могут стать ключом к восстановлению рек.