Африканское ядовитое «яблоко» может спасти слонов и помочь скотоводам

Токсичное инвазивное растение Solanum campylacanthum, известное как «яблоко Содома», захватило обширные территории саванн и пастбищ Восточной Африки. Новое исследование показывает, что дикие животные, особенно слоны, могут стать спасением для домашнего скота, контролируя распространение этого опасного кустарника.

Проблема и неожиданное решение

S. campylacanthum — родственник баклажана, который вытесняет местные травы своими колючими стеблями. Его яркие желтые плоды смертельно ядовиты для овец и крупного рогатого скота. Исследование 2011 года в журнале Kenya Veterinarian показало, что у овец растение вызывает эмфизему, пневмонию, кровоточащие язвы, отек мозга и смерть.

Однако пятилетнее исследование под руководством Принстонского университета, опубликованное в Proceedings of the Royal Society B, выявило, что слоны и импалы могут безопасно поедать это растение и эффективно сдерживать его взрывной рост. Без слонов, вырывающих куст с корнем, или импал, поедающих десятки плодов за раз, растение легко захватывает ландшафт.

«Святой Грааль в экологии — это ситуации «выигрыш-выигрыш», когда мы можем сохранить дикую природу таким образом, чтобы это приносило пользу средствам к существованию людей», — пояснил ведущий автор Роберт Прингл, доцент экологии и эволюционной биологии Принстона.

Почему одни животные едят яд, а другие нет

Слоны и импалы относятся к «браузерам» — травоядным, которые питаются древесными растениями и кустарниками, многие из которых ядовиты. Их организм адаптирован к таким токсинам. «Пасущиеся» животные, такие как коровы, овцы и зебры, питаются в основном травой, которая редко бывает ядовитой, поэтому легко становятся жертвами «яблока Содома».

По мере превращения саванн в пастбища распространение ядовитого растения может только усиливаться, что делает присутствие слонов, поедающих его, более важным для экосистемы и домашнего скота.

Эксперимент и результаты

Исследование началось, когда Прингл, изучая влияние слонов на разнообразие растений в исследовательском центре Мпала в Кении, заметил, что S. campylacanthum подозрительно отсутствовал на некоторых участках. Ученые установили 36 эксклюзивных участков (общей площадью 36 гектаров), которые по-разному ограничивали доступ животных.

На участках, откуда были исключены слоны и импалы, «яблоко Содома» особенно процветало. Используя камеры, исследователи зафиксировали около 30 000 часов кормления и обнаружили:

• Плотность растения была в 3 раза выше на участках, закрытых для всех животных, по сравнению с открытыми.
• В феврале 2011 года на открытых участках на одно растение приходилось в среднем менее одного плода (почти каждый плод съедался).
• На участках без слонов этот показатель вырос до 3 плодов на растение.
• На участках без слонов и импал среднее количество достигло около 50 плодов на растение.

Математическая модель: польза или вред?

Хотя животные поедают плоды, семена проходят через их пищеварительный тракт и рассеиваются с экскрементами. Ученые создали математическую модель, чтобы оценить общее влияние поедания на популяцию растения.

• Слоны съедают огромное количество семян, но часто уничтожают все растение. Модель показала, чтобы компенсировать этот ущерб, 80% съеденных семян должны выжить, и каждое из них должно быть в 10 раз более жизнеспособным, чем упавшее с растения.
• Импалы поедают большинство плодов (одна импала съела 18 плодов за несколько минут), но не наносят серьезного вреда растению. Для положительного эффекта на растение должно выживать 60% съеденных семян, и их жизнеспособность должна быть выше лишь в 3 раза.

«Модель помогла нам заключить, что хотя теоретически возможно, чтобы слоны приносили пользу растению, такой исход крайне маловероятен», — сказала соавтор Корина Тарнита, математический биолог из Принстона.

Важность «функциональной избыточности»

Исследование также стало одним из первых, изучивших «функциональную избыточность» у наземных животных — способность одного вида выполнять экологическую роль другого, если тот исчезнет. Ученые пришли к выводу, что влияние крупных млекопитающих, таких как слоны и импалы, на популяцию S. campylacanthum вряд ли может быть воспроизведено другим видом.

«Виды, которые исчезают первыми, как правило, самые крупные, самые вкусные или те, у кого есть бивни. Нам нужно понять, в какой степени эти угрожаемые животные выполняют уникальные экологические функции», — отметил Прингл.

Это открывает новую перспективу для скотоводов Африки, где домашний скот и дикие животные традиционно рассматриваются как конкуренты. Наличие слонов и импал может не только контролировать ядовитый сорняк, но и повышать качество пастбищ для скота, создавая ситуацию взаимной выгоды.