Пищевая сеть Земли представляет собой сложную систему, которая служит основой для процветающей экосистемы. Большие кошки охотятся на травоядных антилоп гну и зебр. Синие киты потребляют огромное количество криля. Панды выживают на строгой бамбуковой диете. Когда один вид — хищник или жертва — внезапно исчезает, трофический каскад может угрожать всей экосистеме. Но что такое трофические каскады и как они влияют на разные виды и среды обитания? Здесь вы узнаете все, что вам нужно знать о трофических каскадах, и исследуете их воздействие на окружающую среду.
Что такое трофический каскад? Как трофические каскады влияют на животных и среды их обитания?
Самое простое определение трофического каскада — это косвенные экологические изменения, которые изменяют структуру экосистемы «хищник-жертва».
Хотя экосистемы постоянно подвергаются естественным изменениям из-за наводнений, засух, извержений вулканов и лесных пожаров, антропогенные факторы — загрязнение, деградация земель, сельское хозяйство и изменение климата — становятся все более заметными.
Трофические каскады происходят по всему миру во всех экосистемах, но чтобы полностью ответить на вопрос «что такое трофический каскад», необходимо понимать пищевую цепь и важность каждой группы для своей экосистемы.
Пищевая цепь состоит из следующих групп организмов:
- Производители: организмы в нижней части цепочки, такие как планктон, растения и микроорганизмы, потребляемые в больших количествах .
- Травоядные: организмы, потребляющие производителей
- Хищники: животные, поедающие других животных, оказывающие наиболее сильное влияние на распространенность видов в экосистеме.
Как правило, трофические каскады рассматриваются как нисходящие или восходящие, и любое значительное нарушение может привести к коллапсу всей экосистемы.
В нисходящем каскаде исчезают высшие хищники, которые контролируют более низкие трофические уровни, что изменяет пищевую сеть, что неудивительно, учитывая, что люди увеличили скорость вымирания в 1000–10 000 раз , чем раньше. Когда высшие хищники начинают исчезать, травоядные становятся перенаселенными и уничтожают популяции производителей.
Сокращение популяции тихоокеанской морской выдры
В качестве примера трофического каскада не следует смотреть дальше, чем популяция тихоокеанских каланов, сокращающаяся из-за взаимодействия человека и лодки. Меньшее количество выдр позволило своей основной добыче, пурпурным морским ежам, процветать. В результате широко распространенное хищничество ламинарии истощило леса ламинарии вдоль береговой линии Калифорнии.
И наоборот, восходящие каскады возникают, когда сначала сокращаются изменения в популяциях производителей. Часто эти изменения являются результатом обширной вегетативной деградации, в результате чего травоядным животным остается меньше пищи. Когда травоядные вымирают, хищники умирают от голода.
Например, до того, как в 1846 году на Южных равнинах обрушилась сильная засуха, бизоны процветали благодаря 500 годам богатых пастбищ , количеству осадков выше среднего и мягкой зиме. Как только земля снова начала высыхать — с увеличением охоты — популяция бизонов резко сократилась.
Однако трофические каскады не всегда вредны для экосистемы. Иногда трофические каскады дают вымирающим видам время для пополнения своей численности или ученым для реинтродукции вида в определенную среду обитания.
Практический пример: бирманские питоны в Эверглейдс
Бирманские питоны, обитающие в Юго-Восточной Азии, наводнили Эверглейдс во Флориде и нанесли ущерб хрупкой экосистеме после бума экзотических домашних животных в 1980-х годах.
Учитывая, что взрослые бирманские питоны могут достигать 6 метров в длину при ширине телефонного столба, было легко предсказать, что многие владельцы выпустят своих домашних змей на волю.
Конечно, многочисленные змеи сбежали в болото, когда ураган Эндрю уничтожил предприятие по разведению питонов в августе 2022 года. Сегодня невозможно узнать, сколько бирманских питонов вторглось в Эверглейдс, но эксперты считают, что их число исчисляется тысячами.
Анализ его пищеварительной системы показывает, что бирманский питон охотится на 37 видов в болотах, включая оленей, птиц и аллигаторов. Еще более тревожным является то, что массивные змеи охотятся на находящихся под угрозой исчезновения лесных аистов, лесных крыс Ки-Ларго и других вызывающих озабоченность видов, таких как белый ибис, лимпкин, флоридская пантера и приморский воробей Кейп-Сейбл.
По данным Геологической службы США (USGS), бирманские питоны в Эверглейдс стали причиной сокращения популяции енотов на 99,3% , опоссумов на 98,9% и рыси на 87,5% с 1997 года.
Пока мало что известно о влиянии этого трофического каскада на структуру леса Эверглейдс. Однако ученые предсказывают, что подавление питоном травоядных, таких как олени и кролики, повлияет на распределение семян фруктовых деревьев и изменит растительность.
Кроме того, бирманский питон не охотится на черепах с мягким панцирем, а питается обычными видами. Это оставило популяцию черепах Эверглейдс бесконтрольной, что может иметь тяжелые последствия для организмов -продуцентов и процессов круговорота питательных веществ и химических веществ в экосистеме.
Предотвращение трофических каскадов
Некоторые трофические каскады не поддаются контролю со стороны человека, но мы по-прежнему можем играть решающую роль в улучшении популяций животных и растений для оптимального здоровья экосистемы.
Поскольку человеческая деятельность резко усилила глобальное потепление и изменение климата, мы должны сократить сократить свой углеродный след, сократить потребление, убирать мусор и использовать более экологичные альтернативы.
Внедрение более строгих экологических норм в отношении городского развития, загрязнения и браконьерства наземных и водных млекопитающих — это еще один способ, с помощью которого человечество может ослабить экологическое давление и помочь предотвратить трофические каскады.
Сбалансированные трофические уровни, необходимые для жизнеспособности экосистемы
Экологическое здоровье зависит от сбалансированной системы пищевой сети. Таким образом, охрана дикой природы и защита среды обитания имеют решающее значение для предотвращения трофических каскадов, которые приводят к коллапсу всей экосистемы.
