Термиты сдерживают опустынивание, создавая оазисы растительности
Новое исследование показывает, что крупные земляные насыпи термитов играют ключевую роль в предотвращении распространения пустынь в полузасушливых экосистемах и сельскохозяйственных землях. Результаты, опубликованные в журнале Science, предполагают, что термитники могут повышать устойчивость этих районов к изменению климата и должны учитываться в климатических моделях.
Как термиты создают оазисы
В засушливых лугах и саваннах Африки, Южной Америки и Азии термитники накапливают питательные вещества и влагу. Внутренние туннели насыпей позволяют воде лучше проникать в почву. В результате растительность процветает на самих термитниках и вокруг них, в то время как остальная экосистема уязвима для опустынивания.
Исследователи из Принстонского университета установили, что сухие земли с термитниками могут выживать при значительно меньшем количестве осадков, чем те, где термитников нет. Растительность на и вокруг насыпей сохраняется дольше и восстанавливается быстрее после засухи.
«Дождь идёт везде одинаково, но поскольку термиты позволяют воде лучше проникать в почву, растения на насыпях растут так, будто дождя выпало больше», — объясняет Корна Тарнита, доцент экологии и эволюционной биологии.
Пересмотр моделей опустынивания
Исследование показало, что общепринятые модели перехода саванн к пустыне, основанные на спутниковых снимках, могут быть слишком упрощёнными. Выделяют пять стадий деградации, каждая со своим паттерном роста растений.
Однако принстонские учёные обнаружили, что эти паттерны существуют в гораздо меньшем масштабе (сантиметры). Наложенный на них паттерн термитников с плотной растительностью имеет масштаб десятков метров и может быть ошибочно принят за критическую стадию опустынивания.
Математическая модель подтвердила, что в экосистеме могут сосуществовать два механизма формирования растительности:
- Самоорганизация растений в ответ на нехватку дождя.
- Улучшение условий для растений вокруг термитников.
«Сосуществование множества паттернов делает экосистемы более устойчивыми и менее склонными к коллапсу... Нам нужно скорректировать модели для засушливых земель, потому что эти экосистемы гораздо более устойчивы к опустыниванию, чем мы считали ранее», — отмечает теоретический эколог Йеф Хёйсман.
Значение и перспективы
Исследование предполагает, что другие организмы, «инженеры экосистем» — такие как муравьи, луговые собачки или гоферы, — могут играть схожую стабилизирующую роль. Для точного прогнозирования последствий изменения климата необходимо учитывать их комплексное влияние.
Работа является междисциплинарной: в ней использовались полевые данные из исследовательского центра Мпала в Кении, математическое моделирование и теоретический анализ. Учёные планируют продолжить полевые эксперименты для проверки ключевых предсказаний модели.
«Термиты — это краеугольный камень экосистемы более чем в одном смысле. Они повышают продуктивность системы, но также делают её более стабильной и устойчивой», — резюмирует соавтор Роберт Прингл.