Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Картинка дня
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск

Подпишитесь на «Элементы»



ВКонтакте
в Твиттере
в Фейсбуке
на Youtube
в Instagram



Библиотека

 
Л. Краусс
«Страх физики». Глава из книги


А. Акопян
Как ищут тёмную материю


И. Акулич
Идеальный почтовый индекс


А. Бердников
Интерференция в домашних условиях. Плёнки и антиплёнки


Интервью с Л. Марголисом
Леонид Марголис: «Мне всегда было интересно, как клетки разговаривают друг с другом»


А. Иванов
Сибирь и Северная Америка были единым целым более миллиарда лет назад


П. Амнуэль
Одиночество во Вселенной


Р. Фишман
Детективы каменного века


О. Макаров
Животные, которые дарят надежду


Б. Штерн
Шкловский — 100







Главная / Новости науки версия для печати

Лемминги страдают от неправильного снега


Норвежский лемминг (Lemmus lemmus) на снегу. Фото с сайта funzoo.ru
Норвежский лемминг (Lemmus lemmus) на снегу. Фото с сайта funzoo.ru

Говорят, что первые переводчики Библии на норвежский язык, пытаясь объяснить, что такое нашествие саранчи, использовали аналогию с массовым появлением леммингов. Пример апокрифичен, но показателен. Жители Норвегии и других стран самого севера Европы на протяжении веков становились свидетелями регулярных, случающихся раз в 3-5 лет, вспышек численности леммингов и других мелких грызунов. Когда леммингов много, они в начале лета встречаются повсюду, в том числе — и в населенных пунктах. Они в массе гибнут, попадая в реки и другие неподходящие для них места. В 1970 году, например, чтобы убрать с дорог многочисленные трупы погибших зверьков, пришлось даже использовать снегоочистительную технику. Однако начиная с 1994 года регулярные вспышки численности леммингов прекратились. Сравнение нашествия саранчи с набегами леммингов уже ничего не объяснит молодому поколению норвежцев. Причина столь радикального изменения популяционной динамики леммингов кроется в изменении климата. Зима на севере Европы стала наступать позже, а заканчиваться раньше. При этом частые зимние потепления и высокая влажность приводят к тому, что снег, лежащий непосредственно на поверхности земли, становится твердым и примерзает к земле. Под толщей снежного покрова не образуется свободного пространства, где проходит зимняя жизнь леммингов, где они питаются (сохраняющимися под снегом мхами и другими растениями) и где в конце зимы у них появляются детеныши. А если нет достаточно интенсивного зимнего размножения, а камеры, где находятся кормящие матери и дети, затапливают талые воды, то никакой вспышки численности леммингов произойти не может.

Норвежский лемминг особенно красив осенью. На снимке он среди зарослей черники, мхов и карликовой березы. Фото: Solvin Zankl с сайта www.solvinzankl.com
Норвежский лемминг особенно красив осенью. На снимке он среди зарослей черники, мхов и карликовой березы. Фото: Solvin Zankl с сайта www.solvinzankl.com

Правильные (циклические) колебания численности леммингов и других обитающих в северных широтах мелких грызунов уже очень давно привлекают внимание экологов, хотя к единому мнению о причинах этого явления они прийти не могут. Согласны все, вроде бы, только с тем, что в механизме периодических изменений численности участвуют факторы, зависящие от плотности популяции (то есть меняющие силу своего воздействия в расчете на особь). Это прежде всего нехватка пищи и пресс хищников.

Норвежский лемминг в горной тундре осенью. Надпочвенный покров состоит здесь из вороники (зеленые листочки), лишайников рода <i>Cladonia</i> (белые слоевища) и альпийской толокнянки <i>Arctostaphylos alpina</i> (ярко-красные листья). Фото Solvin Zankl с сайта www.solvinzankl.com
Норвежский лемминг в горной тундре осенью. Надпочвенный покров состоит здесь из вороники (зеленые листочки), лишайников рода Cladonia (белые слоевища) и альпийской толокнянки Arctostaphylos alpina (ярко-красные листья). Фото Solvin Zankl с сайта www.solvinzankl.com

Помимо механизмов, связанных непосредственно с плотностью популяций, на амплитуду колебаний, а в некоторой степени — и на частоту, сильно влияют погодные условия, складывающиеся в тот или иной год. С этим, кажется, тоже согласны все исследователи. Особенно важна роль факторов, определяющих качество образующегося снежного покрова. Ведь, под снегом проходит значительная часть жизни леммингов: здесь они не только активно питаются, но и приступают в конце зимы к размножению. Хороший с точки зрения леммингов снежный покров должен не только надежно защищать их от хищников и холода, но и оставлять у поверхности земли пространство, в котором зверьки могут легко проложить сеть ходов и камер, необходимых для передвижения, питания зелеными частями растений, а также рождения и выкармливания детенышей.

После того как в тундре сойдет снег, во многих местах остаются следы ходов, которые лемминги сделали зимой. В данном случае это ходы сибирского лемминга (Lemmus sibiricus) на Таймыре. Фото с сайта www.mulder-natuurlijk.nl
После того как в тундре сойдет снег, во многих местах остаются следы ходов, которые лемминги сделали зимой. В данном случае это ходы сибирского лемминга (Lemmus sibiricus) на Таймыре. Фото с сайта www.mulder-natuurlijk.nl

Увы, происходящее в последнее время потепление на севере Европы отрицательно сказывается на судьбе леммингов. Чередование оттепелей и последующих похолоданий приводит к тому, что нижние слои снежного ковра примерзают к поверхности земли. В твердом промерзшем снегу лемминги не могут проложить сеть нужных им ходов. Доступное леммингам подснежное пространство резко сокращается. Зверькам не хватает пищи и места для устройства камер, в которых они рожают и выкармливают детенышей. Никакого пика численности весной в таких обстоятельствах не наблюдается.

Хотя общие соображения о важной роли погоды, как фактора, влияющего на динамику численности леммингов, высказывались и раньше, строгого подтверждения взаимосвязи погодных явлений и состояния популяций леммингов до сих пор не было. Однако теперь этот пробел можно считать восполненным. В статье, появившейся недавно в журнале Nature, Кирре Каусруд (Kyrre L. Kausrud) из Центра синтеза экологических и эволюционных исследований (Centre for Ecological and Evolutionary Synthesis) Университета Осло и его коллеги из других научных учреждений Норвегии и Франции проанализировали материалы по учету леммингов и других грызунов в горной южной части Норвегии за 38 лет и сопоставили их с данными по состоянию снежного покрова. Имеющиеся в их распоряжении сведения о погоде и динамике численности леммингов за период 1970–1994 гг. авторы суммировали в форме математической модели. А после того, как модель была «подстроена» под эти данные, она дала очень хороший прогноз на последующие 10 лет.

В ходе исследования выяснилось, что о состоянии столь необходимого леммингам подснежного пространства можно судить по определенной в конце зимы твердости нижних слоев снежного покрова. Чем она больше, тем меньше возможностей для сохранения около земли свободного пространства, тем меньше шансы леммингов на успешное размножение в конце зимы и достижение пиковой численности в начале лета. Для 15 лет у авторов были непосредственные оценки твердости снега, полученные в специальных снежных «колодцах», а для других лет этот показатель был рассчитан на основе выявленной взаимосвязи погоды (данные по погоде были) и твердости образующегося снега. Другой важный показатель условий для леммингов — относительная влажность воздуха. Высокая влажность свидетельствует об оттепелях и угрозе затопления подснежных коридоров леммингов, и что еще более опасно — камер, в которых находятся детеныши и кормящие их матери.

Левая панель — динамика численности леммингов (верхний график) и остальных грызунов (нижний график) с 1970-го по 2005 г. Правая панель — сопоставление реальных данных (черная линия) и результатов моделирования (красная линия — подгонка модели под реальные данные, зеленая линия — прогноз). Оценка численности дана как количество зверьков, пойманных в расчете на 100 «ловушко-ночей». Рис. из обсуждаемой статьи в Nature
Левая панель — динамика численности леммингов (верхний график) и остальных грызунов (нижний график) с 1970-го по 2005 г. Правая панель — сопоставление реальных данных (черная линия) и результатов моделирования (красная линия — подгонка модели под реальные данные, зеленая линия — прогноз). Оценка численности дана как количество зверьков, пойманных в расчете на 100 «ловушко-ночей». Рис. из обсуждаемой статьи в Nature Linking climate change to lemming cycles

В обсуждаемой работе затрагивается также известная ранее положительная корреляция численности леммингов и численности куропаток (в южных районах Норвегии их два вида — тундряная и белая). Положительная связь между леммингами и куропатками (об обилии которых судили по статистике добычи их охотниками) опосредована через хищников. В годы пиков численности леммингов на питание ими переходят все хищники (лисицы, куньи, врановые, совы, канюки и др.). Пресс же хищников на куропаток резко снижается. Кроме того, снежный покров важен для куропаток и сам по себе, поскольку они нередко укрываются в мягком снегу от непогоды и хищников.

a — Изменение площади покрытия снегом (верхний график), твердости нижних слоев снежного покрова (средний график), относительной влажности (нижний график) в период с 1970 по 2005 г. b — Зависимость размаха колебаний численности грызунов (выраженность вспышки численности) от твердости нижнего слоя снежного покрова (черные точки — реальные данные, красные — рассчитанные по состоянию климата). c — Зависимость изменения числа добытых охотниками куропаток от изменения численности грызунов. Рис. из обсуждаемой статьи в Nature
a — Изменение площади покрытия снегом (верхний график), твердости нижних слоев снежного покрова (средний график), относительной влажности (нижний график) в период с 1970-го по 2005 г.
b — Зависимость размаха колебаний численности грызунов (выраженность вспышки численности) от твердости нижнего слоя снежного покрова (черные точки — реальные данные, красные — рассчитанные по состоянию климата).
c — Зависимость изменения числа добытых охотниками куропаток от изменения численности грызунов.
Рис. из обсуждаемой статьи в Nature Linking climate change to lemming cycles

Каусруд и его коллеги подчеркивают, что, хотя в их модели и принималась в расчет зависимость роста популяции от плотности, всё же в динамике популяций леммингов очевидна значимость чисто стохастического элемента, задаваемого непредсказуемыми изменениями погоды. От себя добавлю, что в данном случае правильнее говорить не о регуляции численности (это происходит благодаря плотностно-зависимым механизмам), а о ее детерминации, о меняющейся год от года «емкости среды», которая и определяет возможный максимум численности.

Источник: Kyrre L. Kausrud, Atle Mysterud, Harald Steen, et al. Linking climate change to lemming cycles // Nature. 2008. V. 456. P. 93–97.

См. также:
1) Tim Coulson, Aurelio Malo. Case of the absent lemmings // Nature. 2008. V. 456. P. 43–44.
2) P. Turchin, L. Oksanen, P. Ekerholm, et al. Are lemmings prey or predators? // Nature. 2000. V. 405. P. 562–565.
3) А. Н. Формозов. Снежный покров в жизни млекопитающих и птиц. Изд-во МГУ, 1990 г.

Алексей Гиляров


Комментировать



Последние новости: ЭкологияБиологияАлексей Гиляров

23.07
Млекопитающие с относительно крупным мозгом более уязвимы
15.07
Самки синиц поют при появлении хищника
12.07
Антропогенные факторы стали причиной исчезновения двух видов австралийских грызунов
11.07
Архаичные гены костных ганоидов разнообразнее, чем у более молодых групп позвоночных
7.07
В бирманском янтаре мелового периода найден вымерший убийца пауков
6.07
Метанокисляющие микроорганизмы донных осадков оказались неожиданно разнообразными
5.07
Биоразнообразие стимулирует собственный рост
4.07
Песня большеклювой камышевки имеет строго упорядоченную структуру
28.06
Подростки лучше учатся на положительном опыте, чем на отрицательном
27.06
Незамысловатая песня помогает птицам избегать хищников

Научная картинка дня


Новости науки по темам: антропология, археология, астрономическая научная картинка дня, астрономия, биология, биотехнологии, генетика, геология, затмения, информационные технологии, космос, лингвистика, математика, медицина, нанотехнологии, наука в России, наука и общество, Нобелевские премии, палеонтология, Первое апреля, психология, технологии, физика, химия, эволюция, экология, энергетика, этология

Новости науки по авторам: Валентин Анаников, Дарья Баранова, Вера Башмакова, Александр Бердичевский, Максим Борисов, Варвара Веденина, Александр Венедюхин, Михаил Волович, Михаил Гарбузов, Алексей Гиляров, Дмитрий Гиляров, Сергей Глаголев, Евгений Гордеев, Николай Горностаев, Владимир Гриньков, Дмитрий Дагаев, Юрий Ерин, Анастасия Еськова, Дмитрий Жарков, Андрей Журавлёв, Дмитрий Замолодчиков, Игорь Иванов, Вячеслав Калинин, Павел Квартальнов, Мария Кирсанова, Дмитрий Кирюхин, Александр Козловский, Юлия Кондратенко, Артем Коржиманов, Ольга Кочина, Аркадий Курамшин, Виталий Кушниров, Иван Лаврёнов, Алексей Левин, Андрей Логинов, Сергей Лысенков, Лейла Мамирова, Александр Марков, Мария Медникова, Вадим Мокиевский, Григорий Молев, Тарас Молотилин, Марат Мусин, Максим Нагорных, Елена Наймарк, Алексей Опаев, Петр Петров, Александр Пиперски, Константин Попадьин, Сергей Попов, Роман Ракитов, Татьяна Романовская, Александр Самардак, Александр Сергеев, Андрей Сидоренко, Виктория Скобеева, Даниил Смирнов, Дарья Спасская, Любовь Стрельникова, Алексей Тимошенко, Александр Токарев, Мария Шнырёва, Сергей Ястребов, Светлана Ястребова

Новости науки по месяцам: 2016 VII, VI, V, IV, III, II, I  2015 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2014 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2013 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2012 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2011 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2010 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2009 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2008 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I 

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):

 


Где еще почитать научные новости: «Биомолекула», «Вокруг света», Газета.ру. Наука, «Наука и жизнь», Наука и технологии РФ, «Научная Россия», «Популярная механика», РИА Наука, «Чердак», N+1, Naked Science

 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия