Ученые из Института проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова РАН (Москва) в составе международного коллектива оценили пищевые взаимодействия почвенных животных в природных и сельскохозяйственных экосистемах в разных климатических зонах планеты. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), были опубликованы в журнале Nature Ecology & Evolution.
Выяснилось, что пищевые привычки обитателей пашен на 32% разнообразнее, чем у их сородичей из девственных лесов. В лесу экосистема стабильна, и каждый вид годами придерживается своей «диеты». Но на полях, где человек постоянно вмешивается в жизнь почвы, привычные источники пищи могут внезапно исчезнуть. Чтобы не погибнуть, почвенная биота расширяет свой рацион, обучаясь использовать альтернативные ресурсы. Эта гибкость — ключ к сохранению плодородия в условиях глобальных перемен.
В изучении природы есть важный нюанс: просто пересчитать виды животных — мало. Чтобы понять, выживет ли экосистема после очередного вмешательства человека, нужно смотреть на пищевые сети. Но как узнать, чем обедал микроскопический клещ или многоножка в глубине земли? Проследить за ними напрямую невозможно, поэтому исследователи применили метод «изотопных подписей». Они измерили в тканях 17 тысяч организмов соотношение стабильных изотопов углерода и азота.
- Углерод работает как паспорт продукта: он безошибочно указывает, пришел ресурс от растений или из грибного мира.
- Азот определяет «ранг» в иерархии: по нему видно, имеем мы дело с мирным вегетарианцем или перед нами грозный микро-хищник.
Масштаб работы впечатляет: данные собирались в 19 странах мира, охватывая самые разные уголки планеты. Этот гигантский массив информации позволил доказать: высокая пищевая пластичность — это не просто прихоть, а защитный механизм. Чем шире рацион у почвенной биоты, тем меньше шансов, что изменение климата или распашка поля приведут к биологическому коллапсу. Под землей выживает не самый сильный, а самый неприхотливый в еде.
Тропики и пашни: глобальный срез
Исследование охватило разные климатические зоны, включая тропики, где антропогенное давление ощущается особенно остро. Анализ показал, что расширение рациона — это универсальный механизм ответа на изменения среды.
Выяснилось, что трофическое разнообразие (количество групп животных с разными типами питания) в сельскохозяйственных почвах на 32% выше, чем в девственных лесах. А если мы заглянем в тропики, то там этот показатель обходит умеренный климат сразу на 40%.
Самый впечатляющий рывок в разнообразии рациона показали микробофаги — крошечные существа, чей рацион состоит из бактерий и микроскопических грибов. Именно они оказались наиболее гибкими «гурманами». Ученые объясняют это тем, что в измененных человеком почвах и в условиях тропической влажности источники ресурсов постоянно меняются и перемешиваются. Это заставляет микробофагов пробовать всё новое, что, в свою очередь, удлиняет и усложняет всю пищевую цепочку.
Удлинение пищевых связей — это признак того, что экосистема строит дополнительные уровни защиты. Там, где ресурсов много и они разнообразны, организмы создают сложную сеть взаимодействий, которая страхует почву от деградации. Таким образом, пашни и тропические леса демонстрируют нам модель сверхпродуктивного сообщества, которое научилось извлекать максимум пользы из каждого доступного микроба.
«Полученные данные свидетельствуют о том, что почвенные животные способны расширять свой рацион в ответ на изменения окружающей среды. Однако остается открытым вопрос: будет ли способна такая пищевая гибкость компенсировать потерю видов с узкой пищевой специализацией, которые могут исчезать под воздействием глобальных климатических изменений и деятельности человека, уступая место менее требовательным видам-генералистам», — поясняет руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Даниил Коробушкин, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории изучения экологических функций почв ИПЭЭ РАН.
Понимая, как именно меняются пищевые связи под землей, ученые могут разрабатывать более умные стратегии ведения хозяйства. Почвенные сообщества оказались гораздо пластичнее, чем считалось ранее. Их способность адаптировать свою «кухню» под запросы меняющегося мира дает надежду на то, что мы сможем сохранить плодородие планеты, если научимся поддерживать это функциональное разнообразие.
В исследовании принимали участие сотрудники Геттингенского университета (Германия), Гогенгеймского университета (Германия), Немецкого центра комплексных исследований биоразнообразия (Германия), Университета Уэйкато (Новая Зеландия), Института охраны лесов (Германия), Вюрцбургского университета (Германия), Йенского университета имени Фридриха Шиллера (Германия), Университета Окаямы (Япония), Музея естественной истории Зенкенберга в Герлице (Германия), Университетского колледжа Дублина (Ирландия), Института систематики и экологии животных СО РАН (Новосибирск), исследовательского центра Eurac Research (Италия), Национального исследовательского Нижегородского государственного университета имени Н.И. Лобачевского (Нижний Новгород), Института городской среды Китайской академии наук (Китай), Северо-восточного педагогического университета (Китай) и Института энтомологии (Чехия).
Источник: пресс-служба Российского научного фонда.
На заглавном фото: участки сбора материала в разных климатических зонах планеты, внизу — примеры почвенных беспозвоночных, изученных авторами. Источник: Zheng Zhou et al. / Nature Ecology & Evolution, 2026.
