Специализированные травоядные реже становятся добычей

Новое исследование показало, что пищевая специализация травоядных, в частности гусениц, определяет их способность скрываться от хищников, таких как птицы. Травоядные с широким рационом питания имеют повышенные шансы быть съеденными птицами, тогда как виды с ограниченной диетой менее уязвимы.

Исследование «Широта диеты травоядного опосредует каскадные эффекты хищников в пищевых сетях», опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, демонстрирует масштабное влияние пищевой специализации травоядных на экологическую и эволюционную динамику взаимодействий «хищник–травоядное–растение».

Работа под руководством Майка Сингера из Университета Уэслиана при участии Кеннета Уитни из Университета Нью-Мексико и других коллег основана на десятилетних наблюдениях в лесах Коннектикута.

Ключевые выводы:

• Специалисты выживают: Гусеницы с «привередливыми» пищевыми привычками (специалисты) избегают хищничества со стороны птиц.
• Генералисты — добыча: Гусеницы, питающиеся многими видами растений (генералисты), чаще становятся пищей для птенцов.
• Экспериментальное подтверждение: Используя сетчатые мешки на ветвях деревьев для исключения птиц, учёные в течение четырёх лет сравнивали количество гусениц на защищённых и открытых ветвях. Обнаружена устойчивая положительная связь между широтой диеты гусеницы и силой хищничества птиц.

Механизмы и эволюция

«Пищевая специализация травоядных определяет динамику этой пищевой цепи, — пояснил Майк Сингер. — Гусеницы-генералисты с меньшей вероятностью, чем специалисты, обладают камуфляжем или предупреждающей окраской для защиты от птиц».

Классический пример специалиста — гусеница бабочки Монарх, питающаяся исключительно растениями молочая. Она накапливает токсины, становясь несъедобной, и имеет характерную предупреждающую окраску.

Роль филогенетического анализа

Кеннет Уитни провёл филогенетический анализ, чтобы учесть эволюционные взаимосвязи между видами гусениц. Это позволило избежать ложных выводов о силе связи между диетой и хищничеством.

«Построив филогении (родословные деревья) для видов в нашем исследовании и включив эти эволюционные отношения в анализ, мы можем с гораздо большей уверенностью утверждать, что результаты реальны и значимы», — отметил Уитни.

Такой подход выявил «отпечаток» эволюции: несколько независимых линий бабочек и мотыльков демонстрируют одну и ту же связь между специализированной диетой и сниженным хищничеством птиц — пример конвергентной эволюции.

Каскадные эффекты

Исследование также проливает свет на трофические каскады — эффект влияния хищников на растения через травоядных. Степень защиты дерева от листогрызущих вредителей зависит от пищевой специализации гусениц, обитающих на нём. Дерево, населённое в основном гусеницами-генералистами, получает максимальную помощь от птиц.