Вредители спасают многообразие тропических лесов

Гилеи - влажные тропические леса Центральной и Южной Америки, Африки и Юго-Восточной Азии - характеризуются исключительно высоким биоразнообразием: хотя их суммарная площадь не столь уж велика, здесь сосредоточено две трети всех видов животных и растений нашей планеты. На одном гектаре такого леса могут уживаться многие сотни видов деревьев и кустарников. Вот только убедительно объяснить этот феномен ученые до сих пор не могут.

И вот теперь британский научный журнал Nature опубликовал статью об итогах экспедиции международной группы исследователей в Белиз. Руководитель проекта биолог Оуэн Льюис (Owen Lewis), профессор Оксфордского университета, описывает цель экспедиции так: "Наша первоочередная задача состояла в проверке одной гипотезы, которую в начале 1970-х годов независимо друг от друга выдвинули два американских эколога: Даньел Джанзен (Daniel Janzen) и Джозеф Коннелл (Joseph Connell)".

Отчасти противоречивая гипотеза

У этой гипотезы за последние 20 лет появилось немало приверженцев, хотя на первый взгляд она кажется не очень стройной и отчасти даже противоречивой. Суть гипотезы профессор Льюис излагает так: "Это высокое биоразнообразие поддерживается вредителями - прежде всего, насекомыми, - и болезнями, главным образом грибными. Эти вредители и болезни выполняют функцию негативной обратной связи. Если какой-то вид растения излишне разрастается, начинает доминировать, то это способствует размножению соответствующих вредителей и распространению соответствующих болезней, в результате чего численность популяции этого вида снова сокращается, а шансы на выживание других, более редких видов повышаются".

В пользу этой - поначалу сугубо умозрительной - гипотезы говорит уже и ряд натурных наблюдений. В частности, ученые обнаружили, что выживание в лесу того или иного вида растений оказывается под угрозой, если его представители расположены слишком близко друг к другу или слишком далеко друг от друга. При этом каждый вид характеризуется определенным оптимальным значением этого расстояния, что приводит к образованию типичных узоров распределения растений разных видов в тропическом лесу. "Мы постарались изучить механизм, регулирующий этот процесс, то есть выяснить, какие именно вредители и болезни играют ключевую роль в формировании этих узоров распределения", - говорит профессор Льюис.

Эксперименты в Белизе завершились

Все свои эксперименты ученый и его коллеги выполнили на участке влажного тропического леса площадью в один гектар. Этот участок исследователи разбили на несколько делянок, одна из которых служила в качестве контрольной, а на других несколько раз на протяжении года вносились различные пестициды - один инсектицид и два фунгицида. Параллельно ученые регулярно исследовали семена и проростки растений. "Наиболее примечательным результатом наших экспериментов можно считать то, что внесение фунгицидов заметно сузило видовое многообразие новых ростков, - говорит профессор Льюис. - Очевидно, фитопатогенные грибы в значительной мере способствуют видовому разнообразию".

На делянках, обработанных фунгицидами, количество видов деревьев и лиан оказалось на 16 процентов меньше, чем на контрольной. Зато на тех делянках, где ученые применили инсектицид, наблюдалась совершенно иная картина. "Насекомые-вредители могут, судя по всему, довольно значительно уменьшить популяции отдельных видов растений, то есть проростки одних растений они поедают охотнее, чем проростки других, но на видовом составе растительности это не отражается".

Таким образом, видовое многообразие растений влажного тропического леса определяется, прежде всего, фитопатогенными грибами, резюмирует ученый: "Именно грибы ответственны за типичные узоры распределения тех или иных видов деревьев - по крайней мере, в данном лесу".

Эксперименты в Панаме начинаются

Американский биолог Хелин Мюллер-Ландо (Helene Müller-Landau), сотрудница Смитсоновского института тропических исследований, изучает лес в Панаме. В экспедиции в Белизе она участия не принимала, но внимательно ознакомилась со статьей профессора Льюиса и его коллег и считает ее очень важной, поскольку речь впервые зашла о прямой экспериментальной проверке гипотезы Джанзена-Коннелла. В то же время Мюллер-Ландо высказывает следующее соображение: "Мы крайне редко повторяем наши исследования. А между тем, эту работу не мешало бы выполнить еще и еще раз - но в других регионах, с другими климатическими условиями. Это позволило бы проверить, отличаются ли очень влажные леса от чуть менее влажных большим видовым разнообразием растительности. Ведь высокая влажность способствует быстрому размножению и распространению возбудителей болезней".

Именно это и собирается проделать профессор Льюис. Первые эксперименты во влажных тропических лесах Панамы уже начались.