Вымирание крупных животных лишает почву необходимых минералов

Исчезновение крупных животных в Южной Америке привело к тому, что баланс минеральных веществ в экосистеме Амазонии до сих пор не восстановился.

Мегафауна Южной Америки  (животные массой более 44 кг) играла роль основного «производителя» и разносчика минеральных веществ в тропических лесах Амазонии. К такому выводу пришли доктор Кристофер Даути из Оксфорда  его коллеги из Принстонского университета.

Еще 12 тысяч лет назад амазонские леса больше напоминали африканскую саванну, чем непроходимые джунгли. Здесь встречались гигантские ленивцы размером с грузовик, трехметровые броненосцы с огромной булавой на хвосте, закованные в панцирь глиптодонты, паслись ослоподобные гиппидионы, на которых охотились саблезубые кошки.
В конце плейстоцена (около 10 тысяч лет назад) почти 100 родов крупных животных, переживших всевозможные катастрофы и изменения климата, оказались на грани вымирания: на их территорию пришел человек.

То, что это повлияло на разные процессы в экосистемах, известно давно — перестроились пищевые цепочки, изменились ареалы растений, семена которых разносились мигрирующими животными. Но никто не обращал внимания на состав почвы, а она - важный компонент экосистемы.

На примере амазонских лесов ученые составили математическую модель, с помощью которой удалось рассчитать, как исчезновение крупных животных сказывается на распределении жизненно важных минеральных веществ.  Модель учитывает объемы растительности, которую съедали виртуальные животные, миграционные пути и итоговое количество биологически значимых элементов и микроэлементов в фекалиях, которые служили естественными удобрениями.

Получилось, что экосистемы Южной Америки (а за последние 12 тысяч лет там исчезли 70% животных весом более 10 кг) в прошлом получали в 20 раз больше удобрений, чем сейчас. Благодаря мегафауне питательные вещества равномерно распределялись между плодородными и бедными участками почвы. Существенно сократился перенос фосфора, и последствия этого ощущаются по сей день, также возник недостаток кальция, азота и натрия. А это все важнейшие элементы любой живой клетки.

«Наши расчеты показали, что чем больше животное, тем больше его роль в распределении питательных веществ, которые обогащают окружающую среду. Большинство крупных животных планеты уже исчезли, тем самым разрывая артерии, которые несли питательные вещества далеко за пределы бассейна реки в бесплодные районы. Эта модель позволяет рассчитать способность животных к распространению питательных веществ в любой точке планеты в любое время, если известен средний размер животного и его местообитание. Она также может быть использована для прогнозирования последствий в будущем, например, как изменится плодородность почвы в Африке, если бы там вымерли слоны», - рассказывает доктор Даути. Результаты своих расчетов Даути с коллегами опубликовали в журнале Nature Geoscience.

Несмотря на это, амазонские джунгли и сейчас одно из самых плодородных мест на земле, и каждый год здесь находят все новые и новые виды животных и растений.  Но если подобные процессы начнут происходить в Африке, и без того страдающей от опустынивания, то это может обернуться весьма плачевно.

Несмотря на все природоохранные меры, браконьеры ежегодно убивают сотни слонов.  Для пропитания одного слона в течение года нужна растительность с площади около 5 км². Животные часто валят деревья, чтобы добраться до верхних веток и листьев, сдирают кору со стволов, вытаптывают почву, что приводит к ее эрозии и опустыниванию. На месте уничтожаемой ими древесной и кустарниковой растительности возникают сухие злаковые степи, непригодные для травоядных животных и самих слонов. В прошлом протяженность ежегодных миграций слонов достигала многих сотен километров, и поврежденная растительность успевала восстановиться. Сейчас миграции африканских слонов ограничены из-за возросшей человеческой активности, а также сосредоточения основного поголовья слонов на охраняемых территориях.

Человек вносит в почвы довольно много минеральных удобрений, но только на сельхозугодьях. В итоге получается, что есть места, где почва очень богата минералами и биологически значимыми элементами, а есть районы, где их крайне не хватает. Крупные животные, в том числе и дикие, ограничены в передвижениях из-за дорог, больших городов, сельскохозяйственных угодий.

«Если человек действительно поспособствовал вымиранию мегафауны, можно сказать, что мы начали менять жизнь природы задолго до появления агрикультуры», — пришел к выводу один из авторов работы Адам Вольф.