Инвазийный вид прибрежных трав не по зубам канадским гусям

Канадская казарка в полете. Фото с сайта ru.wikipedia.org

Гибрид двух близких видов злаков рода Spartina, образовавшийся естественным путем после того, как один из родительских видов был завезен в места произрастания другого родительского вида, стал необычайно быстро распространяться по Тихоокеанскому побережью Северной Америки. Успех гибридного вида связан с тем, что он почти не поедался канадскими казарками. Дело в том, что ткани его стеблей и листьев оказались значительно крепче на разрыв, чем у произраставшего там издавна местного вида. В результате казарки просто не могут сорвать молодые побеги нового вида.

Заросли Spartina alternifolia — вида, распространенного на Атлантическом побережье Северной Америки. Будучи завезенным на Тихоокеанское побережье, он дал гибрид с местным видом Spartina foliosa. Фото с сайта en.wikipedia.org

Биологические инвазии — это вторжение в природные экосистемы чужеродных, не свойственных данной местности видов (см.: Invasive species). «Инвазийными», впрочем, называют не все виды, оказавшиеся в новых местах обитания, а те из них, которые начинают быстро наращивать свою численность, расширять область распространения и наносить тем или иным способом заметный ущерб местным видам. Вред может наноситься как в результате конкуренции (если речь идет о растениях), так и прямого хищничества (в случае некоторых животных, например древесной змеи Boiga irregularis, завезенной на остров Гуам). Поскольку начинается любая инвазии с заноса в новые места обитания чужеродных видов, а занос этот почти всегда осуществляется человеком (иногда осознанно, но чаще — случайно), неудивительно, что частота инвазий прямо связана с интенсивностью перемещения по поверхности нашей планеты людей и грузов.

Механизм, обеспечивающий успех тех или иных инвазийных видов, далеко не всегда понятен, но кое-что исследователям всё же удается выяснить. Так, в отношении ряда видов растений было показано, что на новом месте они растут быстрее, чем на родине, поскольку в меньшей степени заражены патогенными грибами и вирусами. В результате такие завезенные растения могут тратить меньше ресурсов на защиту, но больше на рост стеблей и листьев (см.: Растения-вселенцы процветают за счет освобождения от паразитов и умелого использования ресурсов, «Элементы», 25.06.2009). Однако случай, описанный недавно в статье, которая появилась в предварительной (онлайновой) версии журнала Ecology Letters, принципиально иной. Инвазийный вид прибрежного злака рода спартина (Spartina) оказался лучше защищенным от поедания местными травоядными, чем исконно произраставший там вид того же рода.

Канадские казарки всё чаще встречаются и в Европе. Этот снимок сделан на прибрежном лугу в Англии (Норфолк). Фото с сайта magazinewood.co.uk

Автор работы, Эдвин Грошольц (Edwin Grosholz) из Отдела окружающей среды и экологической политики (Department of Environmental Science and Policy) Калифорнийского университета в Дэвисе (США), в серии экспериментов показал, что канадские казарки (называемые также канадскими гусями, Canada Goose) Branta canadensis moffitti — крупные водоплавающие птицы, обычные в Северной Америке, — охотно поедают в районе залива Сан-Франциско произраставшую там издавна Spartina foliosa, но не потребляют новый для этой местности вид спартины.

Этот вид спартины (Spartina foliosa) всегда произрастал на Тихоокеанском побережье Северной Америки. Сейчас он вытесняется другим видом, образовавшимся в результате естественной гибридизации с завезенным видом — Spartina alternifolia. Фото с сайта www.flickr.com/photos/kristaf/3365078296

Новый инвазийный вид необычен, поскольку образовался совсем недавно в результате гибридизации двух видов Spartina, обитавших в совершенно разных местах: один (Spartina foliosa) — на Тихоокеанском побережье Северной Америки, другой (Spartina alterniflora) — на Атлантическом. Последний вид и был в 1975 году специально интродуцирован на Тихоокеанское побережье США, чтобы быстрее восстановить нарушенные там прибрежные болота (марши). Завезенный вид, Spartina alterniflora, не только прижился в новом месте, но и дал естественный гибрид со Spartina foliosa. Именно гибрид и стал инвазийным. Производя огромное количество пыльцы и семян, он стал вытеснять местный вид родительский вид Spartina foliosa. По-видимому, немаловажную роль в этом вытеснении сыграли канадские казарки. Наблюдения показали, что эти птицы явно предпочитают пастись на участках, где произрастает Spartina foliosa, и избегают тех мест, где преобладает гибридный вид.

Проростки Spartina foliosa, объеденные казарками. Справа — участок, огороженный сеткой: видно, как прорастает Spartina, хотя вокруг всё съедено казарками. Рис. из обсуждаемой статьи в Ecology Letters

В обсуждаемой работе приведены результаты нескольких серий опытов по поеданию спартины казарками. В одной серии небольшие участки зарослей спартины огораживали сеткой, не допуская туда казарок. На таких огороженных участках началось быстрое возобновление роста исконного вида S. foliosa, хотя кругом всё было съедено. В другой казаркам, содержащимся в больших вольерах, предлагали дерновины с S. foliosa и с инвазийным гибридным видом. Выяснилось, что гибридный вид потреблялся очень незначительно, а S. foliosa очень сильно. В третьем варианте опыта казаркам, содержавшимся в вольерах, предлагали уже срезанные побеги обоих видов, и вот в этом случае никакого избегания гибридного вида обнаружено не было. Оба вида потреблялись примерно в равном количестве. Очевидно, что казаркам просто труднее оторвать молодой побег инвазийного вида, чем исконного. Прочность на разрыв тканей гибридных растений оказалась заметно выше, чем у исконного вида.

Таким образом, способность гибридного инвазийного вида растений вытеснять исконный вид обеспечивалась его устойчивостью к поеданию растительноядными животными — канадскими казарками. А достигалась эта устойчивость исключительно за счет большей механической прочности тканей на разрыв. В результате казарки просто не могли пощипать такую плохо рвущуюся травку. Пока описанный случай — единственный в своем роде.

Источник: E. Grosholz. Avoidance by grazers facilitates spread of an invasive hybrid plant // Ecology Letters. 2009. Early View (Articles online in advance of print. Published Online: 23 Nov 2009).

См. также:
1) Растения-вселенцы процветают за счет освобождения от паразитов и умелого использования ресурсов, «Элементы», 25.06.2009.
2) Почему некоторые растения на чужбине растут лучше, чем на родине?, «Элементы», 25.05.2009.
3) Европейский сорняк губит американские леса, «Элементы», 27.04.2006.
4) Ayres D.R., et al. Extent and degree of hybridization between exotic (Spartina alterniflora) and native (S. foliosa) cordgrass (Poaceae) in California, USA determined by random amplified polymorphic DNA (RAPDs) // Molecular Ecology. 1999. V. 8. P. 1179–1186.

Алексей Гиляров

Последние новости: Экология, Алексей Гиляров