Сезон дождей в пустыне повысил количество муравьев и понизил разнообразие их видов

Ученые выяснили, как природные факторы, в том числе количество осадков и ландшафт, влияют на сообщества пустынных муравьев, говорится в Journal of Animal Ecology. Оказалось, что продолжительные осадки увеличивают активность муравьев рода Iridomyrmex, которые доминировали в изучаемой местности. Также в сезон дождей выросла численность муравьев разных видов в целом. Однако разнообразие видов в это время уменьшилось, по-видимому, за счет конкуренции. При этом на разнообразие видов муравьев влияет и ландшафт: в низинах оно выше, чем на возвышенностях.

Существование в аридных экосистемах во многом определяется количеством осадков, уровень которых в пустынях может различаться в десять раз. Эпизодические явления, такие как необычно влажная погода или суровая засуха, регулируют рост растений и численность популяций животных. Им приходится приспосабливаться и к длительным периодам засухи, за которыми могут следовать обильные дожди. В результате отдельные организмы или популяции развиваются импульсами. Но помимо климата и погоды (продолжительных и кратковременных изменений уровня осадков и температуры, соответственно) на развитие экосистем могут влиять местная топография и геология, в частности, состав почвы. Например в песчаной почве, где вода хорошо проходит на глубину, растениям, чтобы вырасти, нужно меньше воды, чем в глинистой почве.

Высокая вариабельность пустынных экосистем означает, что для того, чтобы выяснить, как повлияет на них изменение климата, необходимо в течение долгого времени собирать данные об их развитии. Но если исследований позвоночных животных, обитающих в пустынях, проводилось довольно много (1, 2), то беспозвоночные изучены гораздо хуже.

Энтомологи из Сиднейского университета и Университета Ла Троба решили изучить обитающих в пустынном климате муравьев и выяснить, как на их численность влияют различные природные факторы, в том числе уровень осадков и ландшафт. Ученые в течение 22 лет, с 1992 по 2013 год, собирали муравьев в пустыне Симпсон, находящейся в центре Австралии. Ландшафт, в котором проводились исследования, представлял собой ряд параллельных песчаных дюн, на которых росли травы и кустарники.

Всего за время наблюдения авторы собрали в разных точках (в том числе на гребнях дюн и в низинах) 35990 рабочих муравьев 106 видов. Самыми многочисленными видами оказались Iridomyrmex rufoniger (42 процента) и Iridomyrmex chasei (40 процентов). Иридомирмексы в основном питаются нектаром и медвяной росой, но часто охотятся на других насекомых.

Помимо муравьев исследователи собирали данные об изменениях температуры и уровня осадков на двух метеостанциях, расположенных недалеко от мест наблюдения. Годовой уровень осадков в местах наблюдения колебался от 79 до 570 миллиметров. Ученые предположили, что изменения погоды и топография будут влиять на активность и на видовой состав пойманных муравьев, и что большое количество осадков, местоположение колоний и активность насекомых могут повлиять на увеличение численности того или иного вида. Увеличение активности иридомирмексов, наоборот, может привести к уменьшению численности других видов из-за конкуренции.

Оказалось, что долговременные дожди привели к увеличению активности муравьев Iridomyrmex. «Вода — основной фактор для выживания этих видов», — объясняет руководитель исследования Элоиза Гибб (Heloise Gibb) из университета Ла Троба. «Эти муравьи-тираны, как мы их называем, могут регулировать периоды своей активности. Поэтому они активны только когда на поверхности наблюдаются подходящие для них условия. Хотя средняя температура в местности, в которой они обитают, может увеличиваться, способность приспосабливаться к суровым условиям позволяет им дожить до следующего периода дождей, во время которого начинают расти и цвести растения. Они обеспечивают нектаром и росой других насекомых, на которых охотятся муравьи-тираны».

Долговременные дожди также привели к увеличению популяций муравьев, но не росту разнообразия видов. Наоборот, повышенная активность иридомирмексов привела к уменьшению их количества. Еще одним важным фактором оказалось место обитания насекомых — на гребне дюны или в низине. Оно определяло разнообразие видов, но не активность насекомых и не их количество. Большее разнообразие видов наблюдалось в низинах.

Как заключают авторы исследования, глобальное изменение климата, по прогнозам, приведет к изменению количества и продолжительности осадков, и к более сильным засухам. Это может отразиться на благополучии муравьев-тиранов, активность которых уменьшается при наступлении засушливой погоды. Но на видовое разнообразие муравьев в целом могут больше повлиять условия в низинах и на гребнях дюн, а также предпринимаемые людьми усилия по охране данной экосистемы.

В прошлом году ученые-этологи выяснили, что другой вид пустынных муравьев — бегунки, обитающие в Сахаре, способны с одного раза запомнить до 14 запахов еды на всю жизнь. Правда жизнь у них очень короткая, всего 26 дней.