Опубликовано пользователем сайта

Круто!

Массовое вымирание амфибий привело к перестройке змей

26
Массовое вымирание амфибий привело к перестройке змей

Рис. 1. Трансамериканский кошачьеглазый уж (Leptodeira septentrionalis) поедает лягушку

Рис. 1. Трансамериканский кошачьеглазый уж (Leptodeira septentrionalis) поедает лягушку. Этот вид оказался очень чувствительным к падению численности бесхвостых амфибий в результате вспышки хитридиомикоза. После эпизоотии в панамском национальном парке «Омар Торрихос» этот вид стал встречаться втрое реже, однако физическое состояние выживших особей при этом улучшилось. Фото с сайта flickr.com

Распространение патогенного грибка Batrachochytrium dendrobatidis стало причиной резкого сокращения численности и разнообразия амфибий во многих регионах мира, в первую очередь — в тропических лесах Центральной и Южной Америки. Однако долгосрочные последствия «лягушачьего апокалипсиса» для других видов и целых экосистем остаются почти неизученными. Герпетологи из США и Панамы провели исследование, целью которого было понять, как вымирание амфибий повлияло на змей в панамском национальном парке «Омар Торрихос». Результаты оказались неутешительными, хотя и ожидаемыми: сообщество змей стало менее разнообразным, часть видов стала встречаться намного реже, а некоторые исчезли совсем. Это демонстрирует, насколько серьезным ударом для экосистемы может стать быстрое падение численности единственной систематической группы.

В старых научно-популярных книгах можно встретить утверждение, что амфибии — это наименее пострадавшая от человека группа животных. Возможно, когда-то так оно и было, однако в последние десятилетия ситуация радикально изменилась. Разрушение природных экосистем, загрязнение, распространение инвазивных видов и климатические изменения привели к тому, что более 40% всех амфибий оказались в списке вымирающих видов. Это делает их самым уязвимым классом позвоночных.

Особенно сильный урон популяциям амфибий по всему миру нанес патогенный грибок Batrachochytrium dendrobatidis. Впервые исследователи отметили связанные с ним случаи массовой гибели лягушек еще в 1970–1980-х годах, однако вычислить и описать убийцу удалось лишь к 1998 году (L. Berger et al., 1998. Chytridiomycosis causes amphibian mortality associated with population declines in the rain forests of Australia and Central America).

В отличие от других инфекций, циркулирующих в диких популяциях животных, B. dendrobatidis (для краткости его часто называют просто Bd) не просто убивает часть особей, но уничтожает целые виды. Согласно свежей оценке, распространение грибка привело к полному вымиранию 90 видов амфибий. Численность еще 124 снизилась более чем на 90%, что делает их выживание крайне затруднительным. Всего же от Bd пострадал 501 вид, или 6,5% от общего видового разнообразия класса. Лягушки и другие бесхвостые амфибии пострадали намного сильнее хвостатых и безногих, а среди регионов по числу потерь лидируют Северная и Южная Америка и Австралия (B. C. Scheele et al., 2019. Amphibian fungal panzootic causes catastrophic and ongoing loss of biodiversity).

За последние несколько лет ученые довольно много узнали о Bd и вызываемой им смертельной болезни — хитридиомикозе (cм.: Лягушки, больные хитридиомикозом, умирают из-за нарушения осмотической регуляции, «Элементы», 29.10.2009). Например, стало ясно, что первоначальная гипотеза о происхождении грибка-убийцы неверна. Вектором распространения грибка оказались вовсе не африканские шпорцевые лягушки (Xenopus laevis), которых использовали в качестве живого теста на беременность, а дальневосточные жерлянки (Bombina orientalis) с Корейского полуострова — популярные обитатели террариумов. Вероятно, именно международная торговля этим видом позволила Bd пересечь океаны и из Азии попасть на другие континенты (S. J. O’Hanlon et al., 2018. Recent Asian origin of chytrid fungi causing global amphibian declines). В отличие от азиатских видов, которые сосуществовали с Bd на протяжении многих поколений, амфибии в других регионах мира оказались совершенно не готовы к его появлению, чем и объясняется массовое сокращение их численности. Возможно, ситуацию усугубили климатические изменения (см.: Найден главный виновник массового вымирания амфибий, «Элементы», 23.01.2006).

Рис. 2. Обложка номера журнала Science

Рис. 2. Обложка номера журнала Science от 14 февраля 2020 года, в котором было опубликовано обсуждаемое исследование. На ней изображена атлантическая попугайная змея (Leptophis depressirostris), поедающая лягушку. Этот вид — один из многих, чья встречаемость упала после краха популяции амфибий в национальном парке Омар Торрихос. Изображение с сайта science.sciencemag.org

При этом долгосрочное влияние вспышки хитридиомикоза и массовой гибели амфибий на других животных и целые экосистемы до сих пор оставалось почти неизученным. Одно из первых исследований, посвященных этой теме, провела команда ученых из США и Панамы. Их работа была опубликована в середине февраля в журнале Science.

Участники команды сосредоточили свое внимание на змеях. Рацион многих из этих рептилий частично или полностью состоит из лягушек и их икры, так что логично предположить, что нехватка добычи после вспышки Bd могла отрицательно сказаться на их численности и разнообразии. При этом змеи довольно плохо изучены — например, для четверти видов не оценен природоохранный статус.

Чтобы понять, как вымирание амфибий сказалось на сообществе змей, исследователи проанализировали данные многолетних учетов, проведенных в панамском национальном парке «Омар Торрихос», покрытом зрелым вторичным тропическим лесом и мало подверженном антропогенной нагрузке. Здесь Bd впервые появился в конце 2004 года. Всего ученые провели более тысячи учетов на семи постоянных маршрутах — 594 до вспышки хитридиомикоза (в 1997–2004 годах), и 513 — после нее (в 2006–2012 годах).

Рис. 3. Ателоп Цетека (Atelopus zeteki)

Рис. 3. Ателоп Цетека (Atelopus zeteki) — одна из самых знаменитых жертв вспышки хитридиомикоза. Этот яркоокрашенный вид из тропических лесов Панамы, скорее всего, вымер в дикой природе в 2007 году. В национальном парке «Омар Торрихос» он не встречался с 2004 года. В неволе сохранились жизнеспособные популяции ателопов Цетека, но начать программу реинтродукции невозможно, пока не будет найден способ избавиться от грибка или защитить от него лягушек. Фото с сайта en.wikipedia.org

Как и в других частях Центральной Америки, в «Омар Торрихос» распространение Bd привело к краху популяции амфибий. Из более 70 зарегистрированных здесь видов не менее 30 исчезли из фауны парка, а в целом местная популяция амфибий упала на 75%. В первую очередь пострадали разнообразные лягушки. И, как показал анализ, сообщество змей быстро отреагировало на эти изменения.

В общей сложности за время исследований на территории парка было зарегистрировано 36 видов змей, причем 12 из них отмечались не более одного раза. Для 17 видов, встреченных более пяти раз, ученым удалось оценить последствия вспышки хитридиомикоза (рис. 4). Оказалось, что 9 видов после эпизоотии стали встречаться достоверно реже, для 4 частота встреч увеличилась, а еще 4 никак не отреагировали на произошедшее.

Рис. 4. Изменения встречаемости 17 видов змей

Рис. 4. Изменения встречаемости 17 видов змей, зарегистрированных в ходе учетов в парке «Омар Торрихос» более пяти раз. Черные кружочки отмечают вероятность того, что данный вид после вспышки хитридиомикоза встречался реже, чем до нее. Если значения вероятности ближе к единице, то вид сократил встречаемость после эпизоотии, а если к нулю — то, наоборот, увеличил. В столбцах справа отмечено количество встреч до и после вспышки Bd. Как можно заметить, больше половины видов змей стали встречаться реже. Рисунок из обсуждаемой статьи в Science

Среди наиболее пострадавших видов — специализированные герпетофаги. Например, Rhadinaea decorata из семейства Ужеобразных (Colubridae) питается в основном лягушками и их икрой, а также саламандрами и ящерицами. В учетах до вспышки хитридиомикоза этот вид был отмечен 13 раз, а после — ни одного раза.

Рис. 5. Коста-риканский улиткоед (Sibon argus)

Рис. 5. Коста-риканский улиткоед (Sibon argus) — одна из змей парка «Омар Торрихос», сильнее всего пострадавших от сокращения численности лягушек. Слева — общий вид змеи; фото с сайта flickr.com. Справа — улиткоед, поедающий икру квакши (Agalychnis sp.); фото с сайта flickr.com

Еще более показательна судьба четырех видов из рода улиткоедов (Sibon). Большинство представителей этого рода ужеобразных змей питаются улитками, так что падение численности лягушек не должно было отрицательно на них сказаться. И действительно, два вида улиткоедов из парка «Омар Торрихос» — дымчатый (S. nebulatus) и панамский (S. longifrenis) — после вспышки хитридиомикоза встречались примерно с такой же частотой, как и прежде, а атлантические улиткоеды (S. annulatus) стали встречаться в три раза чаще. Однако число встреч четвертого вида, коста-риканского улиткоеда (S. argus) снизилось втрое, со 149 до 49. Легко догадаться, что в его рационе важное место занимают лягушки — точнее, их икра.

Рис. 6. Цепкохвостый ботропс (Bothriechis schlegelii)

Рис. 6. Цепкохвостый ботропс (Bothriechis schlegelii) — один из немногих видов змей на исследованной территории, выигравших от вспышки хитридиомикоза. До нее он встретился ученым лишь 3 раза, а после — 32. Этот вид охотится на различную добычу от лягушек до птиц и грызунов, так что, возможно, он смог увеличить численность после сокращения численности более разборчивых в еде конкурентов. Фото с сайта en.wikipedia.org

Помимо встречаемости, авторы оценили физическое состояние змей до и после эпизоотии. Для этого они выбрали шесть видов, которые за время исследований отмечались не менее пяти раз. В качестве показателя использовалось соотношение массы к квадрату длины тела от кончика носа до отверстия клоаки. Анализ показал, что после вспышки Bd у четырех видов среднее физическое состояние ухудшилось, хотя два демонстрировали более высокие показатели (рис. 7).

Рис. 7. Среднее физическое состоянии шести видов змей до и после вспышки хитридиомикоза

Рис. 7. Среднее физическое состояние шести видов змей до (синие кружочки) и после (оранжевые кружочки) вспышки хитридиомикоза. В качестве маркера используется соотношение массы к квадрату длины тела от кончика носа до отверстия клоаки. Под названием каждого вида указана вероятность, что физическое состояние его представителей ухудшилось после эпизоотии. Если цифра близка к единице, то это утверждение скорее верно, а если к нулю, то состояние змей, напротив, скорее улучшилось после вспышки грибковой инфекции. Рисунок из обсуждаемой статьи в Science

Интересно, что показатели физического состояния и встречаемости не всегда коррелировали. Например, трансамериканский кошачьеглазый уж (Leptodeira septentrionalis) после вспышки хитридиомикоза стал встречаться намного реже, однако показатели физического состояния отдельных особей улучшились. Напротив, у атлантических улиткоедов (Sibon annulatus) увеличилась встречаемость, но снизились показатели физического состояния. Авторы не обсуждают этот аспект отдельно, однако, возможно, эти результаты объясняются не только изменениями в доступности корма, но и популяционной динамикой самих змей.

В целом сообщество змей на исследованной территории стало более гомогенным и бедным по видовому составу. Если в учетах до вспышки было отмечено 30 видов, то после — всего 21. Около 10 видов, судя по всему, исчезли с территории национального парка.

При этом на части видов вспышка хитридиомикоза никак не сказалась, а некоторые от нее даже выиграли, увеличив встречаемость и улучшив свое физическое состояние. Авторы подчеркивают, что наличие небольшого числа видов-«победителей» очень характерно для деградирующих экосистем. Впрочем, их успех может оказаться временным.

Команда связывает перестройку сообществ змей именно с реакцией на изменения в доступности пищи: лягушек, саламандр и их икры. При этом альтернативные источники корма, например, ящерицы, оказались недостаточно обильными, чтобы компенсировать «выпадение» амфибий. Кроме того, некоторые змеи слишком специализированы, чтобы резко изменить свой рацион.

Теоретически можно представить иное объяснение полученных результатов — например, что змеи напрямую гибли от грибка, поразившего амфибий. Логично, что сильнее всего пострадали именно охотники на лягушек и саламандр, которым инфекция передалась от добычи. Однако это предположение авторы не рассматривают, поскольку ни одного случая заражения и тем более гибели змей от Batrachochytrium dendrobatidis неизвестно.

В обсуждаемой статье рассматривается ситуация в единственном национальном парке, однако сходные изменения почти наверняка произошли в большинстве других мест, где наблюдалась массовая гибель амфибий из-за хитридиомикоза. В первую очередь это касается тропических лесов Центральной и Южной Америки.

Хотя некоторые виды амфибий, судя по всему, смогли адаптироваться к сосуществованию с опасным грибком-вселенцем и начать восстанавливать численность, для большинства видов за пределами его естественного ареала это оказалось невозможным. Таким образом, надеяться на спонтанное восстановление прежнего разнообразия и количества амфибий не следует — а значит, и сообщества змей вряд ли вернутся к состоянию, наблюдавшемуся до вспышки хитридиомикоза.

Учитывая важную роль амфибий в пищевых цепях, выводы исследования не кажутся неожиданными. Тем не менее, масштаб и скорость изменений, произошедших в сообществе змей, поражают. И, как отмечают авторы обсуждаемой статьи, это лишь вершина айсберга. Скорее всего, падение численности лягушек и саламандр почувствовали на себе и другие хищники, например, птицы и млекопитающие. Хотя среди них специализированные охотники на амфибий встречаются намного реже, чем среди змей, отсутствие некогда обильного и доступного кормового ресурса наверняка заставило многих из этих животных менять пищевые привычки. Кроме того, сами змеи также служат добычей для более крупных хищников, так что последствия вспышки Bd, скорее всего, распространились на следующий уровень пищевой цепи. Депрессию численности могли испытать и мелкие животные, например, ящерицы, на которых переключились некоторые хищники, когда амфибии стали менее доступными.

Другие последствия вспышки хитридиомикоза только предстоит оценить. Амфибии не только снабжают пищей множество видов, но и выполняют важные экосистемные услуги. Например, головастики многих видов лягушек регулируют рост водорослей и накопление детрита в водоемах. Также амфибии, которые развиваются в воде, а взрослую жизнь проводят на суше, поддерживают поток вещества и энергии между наземными и водными экосистемами. Это значит, что последствия «лягушачьего апокалипсиса», скорее всего, намного превышают перестройку сообщества змей.

Авторы обсуждаемой публикации отмечают, что их работа демонстрирует, насколько далеко идущие последствия может иметь резкое сокращение численности единственной систематической группы. Это верно не только для массового вымирания амфибий.

Хотя глобальную вспышку Bd часто называют самой разрушительной эпизоотией в истории, это, к сожалению, далеко не единственный случай массовой гибели диких животных из-за инфекционных заболеваний. Например, в последние годы в Европе быстро распространяется грибок азиатского происхождения Batrachochytrium salamandrivorans — ближайший родственник Bd, паразитирующий на тритонах и саламандрах (см.: Потери и обретения в мире амфибий, «Элементы», 05.11.2014). Он уже привел к резкому снижению численности огненных саламандр (Salamandra salamandra). А в Северной Америке происходит массовая гибель летучих мышей в результате «синдрома белого носа» (White-nose syndrome). Виновник — грибок европейского происхождения Pseudogymnoascus destructans, поражающий рукокрылых во время зимней спячки.

Эти и многие другие случаи могут привести к столь же масштабным экосистемным перестройкам, как вспышка хитридиомикоза в национальном парке «Омар Торрихос». Поскольку вернуть сообщества к первоначальному состоянию практически невозможно, для защиты биоразнообразия следует сосредоточиться на предотвращении подобных катастроф — например, ужесточить контроль за международной торговлей, которая позволяет возбудителям инфекций путешествовать по миру и поражать неподготовленные к ним популяции животных и растений.

Источник: Elise F. Zipkin, Graziella V. DiRenzo, Julie M. Ray, Sam Rossman, Karen R. Lips. Tropical snake diversity collapses after widespread amphibian loss // Science. 2020. V. 367. P. 814–816. DOI: 10.1126

Оставьте свой голос:

467
+

Комментарии 

Войдите, чтобы прокомментировать

xtinalima
xtinalima

Наша бедная планета.....

ontheheath
ontheheath

xtinalima, одна и единственная, а мы с ней как с игрушкой

Yari4ka100
Yari4ka100

ontheheath, судя по останкам великих непонятных строений типа пирамид, и следов непонятных для нас взрывов и разрушений(центральная америка, индия) жили и воевали покруче нас, но они все умерли , а лягухи живут сотни миллионов лет

lena555
lena555

Человек- все беды от него

ontheheath
ontheheath

lena555, живем, как будто мы на планете одни, и их у нас еще 10 запасных

Yari4ka100
Yari4ka100

lena555, до 11 раз на земле погибали 98% живого . И виноват был не человек

zucotuco
zucotuco

Yari4ka100, Человек для природы такой же грибок. Ей, в общем то по фиг, кто будет жить, а кто помрет. Грибок косит лягушек, вирусы косят человека, на освободившееся место природа поселит кого то другого.

Yari4ka100
Yari4ka100

zucotuco, именно

ontheheath
ontheheath

Yari4ka100, это не значит, что в этот раз мы не виноваты

Yari4ka100
Yari4ka100

ontheheath, ну уж точно не инженер с окраины Бутово(условно). Обычные люди живут свою жизнь. Как вы остановите прогресс?

kmmm
kmmm

Yari4ka100, интересно хотели бы люди, чтобы сейчас на земле жили динозавры?! )

Yari4ka100
Yari4ka100

kmmm, думаю ответ очевиден)))

Feya_
Feya_

Когда-нибудь природе надоест это издевательство и жестко отомстит человечеству

ontheheath
ontheheath

Feya_, уже. уже начинается, климатические процессы пошли

princess_Kate
princess_Kate

Опять все началось с того что человек вытащил из природы дикую живность для своих вообще не острых нужд. Не зря кошки и собаки имеют мягкую шерстку а лягушки и змеи не погладить, господь какбэ намекнул

Fima
Fima

Человек - царь природы? Надо рассказать это бактериям и вирусам, они, видать, просто не в курсе.

ontheheath
ontheheath

Fima, они развитием заняты, им некогда

Fima
Fima

ontheheath, да, они развиваются, пока человечество, сидя в инсте, отупевает на марафонах а-ля Блиновская и самоликвидируется и утилизируется посредством сухого льда и фарм-советов.

Yari4ka100
Yari4ka100

Fima, пока мы сидим на сплетнике..

Fima
Fima

Yari4ka100, я на сплетнике отдыхаю от различных видов интеллектуального и физического развития, не связанного с инстагугу.

Загрузить еще

Войдите, чтобы прокомментировать

Сейчас на главной

Голливуд в сборе: как пройдет инаугурация Джо Байдена — от гимна в исполнении Леди Гаги до танцев Джей Ло

Голливуд в сборе: как пройдет инаугурация Джо Байдена — от гимна в исполнении Леди Гаги до танцев Джей Ло

Новости 13326 132
Николь Кидман и Кит Урбан с подросшими дочерьми на музыкальном фестивале в Сиднее

Николь Кидман и Кит Урбан с подросшими дочерьми на музыкальном фестивале в Сиднее

Звездные пары 17526 14
"Секс в большом городе" без Саманты: вся история конфликта Ким Кэттролл с Сарой Джессикой Паркер и другими актрисами

"Секс в большом городе" без Саманты: вся история конфликта Ким Кэттролл с Сарой Джессикой Паркер и другими актрисами

Сериалы 20565 133
Кристина Орбакайте с мужем и дочерью и Филипп Киркоров с детьми вместе отдохнули на Багамах

Кристина Орбакайте с мужем и дочерью и Филипп Киркоров с детьми вместе отдохнули на Багамах

Новости 29843 32
Валерия резко ответила на критику имени внучки. Девочку назвали Селин

Валерия резко ответила на критику имени внучки. Девочку назвали Селин

Звездные дети 36296 218
Бывшая жена Александра Кержакова Милана Тюльпанова рассказала о свадьбе с новым возлюбленным на Мальдивах

Бывшая жена Александра Кержакова Милана Тюльпанова рассказала о свадьбе с новым возлюбленным на Мальдивах

Звездные пары 21024 38
Мэри-Кейт Олсен и Оливье Саркози достигли соглашения о разводе спустя несколько месяцев разногласий

Мэри-Кейт Олсен и Оливье Саркози достигли соглашения о разводе спустя несколько месяцев разногласий

Звездные пары 7832 13
Модная битва: Кейт Бланшетт против Лоры Дерн
Лето на "Сплетнике": Анна Седокова, Полина Гагарина, Дарья Клюкина, Ляйсан Утяшева наслаждаются пляжным отдыхом
Не надо так: 9 причин, по которым вещи изнашиваются быстрее
Мужской, шокирующий и желанный: история розового цвета, который снова становится модным
Битва платьев: Джоан Смоллс против Энн Хэтэуэй
Ким Кардашьян и Канье Уэст уже давно живут порознь: "Их отношения стали слишком токсичными"
У Кейт Миддлтон и принца Уильяма есть третья тайная резиденция: что мы о ней знаем
Зейн Малик спровоцировал слухи о помолвке с Джиджи Хадид
Модный дайджест: от Хейли Бибер в кампании Versace до самой стильной собаки
Дочь Ренаты Литвиновой Ульяна снялась обнаженной для мужского журнала
Редкие кадры: Ляйсан Утяшева впервые за долгое время показала лица детей
Из ОАЭ на Мальдивы: как семья Джигана и Оксаны Самойловой проводит январские каникулы
Кристина Асмус и Гарик Харламов вместе появились на публике
Селена Гомес представила первый видеоклип на испаноязычную песню
Бен Аффлек вспомнил о романе с Дженнифер Лопес: "Люди были чертовски злыми по отношению к ней"
Умер создатель "Ералаша" Борис Грачевский. У него был коронавирус
Модная битва: Диана Крюгер против Джиджи Хадид
Бывшая жена Пола Маккартни Хизер Миллс обручилась с бойфрендом Майком Дикманом