Птицы кагу в Новой Каледонии научились выживать на почвах, загрязненных тяжелыми металлами

 

 

В последние несколько сот лет деятельность человека сопровождается интенсивным загрязнением окружающей среды. По мере того, как развивался технический прогресс и люди осваивали новые элементы таблицы Менделеева, количество и разнообразие вредных веществ, попадающих в природу в виде отходов и из-за недостатков очистительных систем, сильно возросло. Среди таких веществ есть и тяжелые металлы. Некоторые из тяжелых металлов — селен, хром, марганец, железо, кобальт и никель — необходимы в небольших концентрациях и участвуют в процессах метаболизма, но в высоких концентрациях они токсичны. Другие — ртуть, кадмий и свинец — не играют полезной роли в биологических процессах и вредны в любом случае.
Тяжелые металлы постепенно накапливаются в организме и при этом трудно выводятся, поэтому по их концентрации в растениях и животных можно судить об уровне промышленного загрязнения окружающей среды. Особенно часто в этой связи изучают виды, занимающие вершины трофических пирамид. Среди птиц это чаще всего хищные (орлы, ястребы или совы) и морские (например, буревестники, бакланы или олуши).
Но есть на нашей планете места, естественным образом загрязненные тяжелыми металлами. Особенно богаты ими ультрамафические формации. Они относятся к вулканическим, образованными лавами и осадочными породами. Обычно подобные породы не играют значимой роли и занимают небольшие площади. Исключением является расположенный в Тихом океане остров Новая Каледония. Здесь ультрамафические почвы — результат выветривания продуктов извержений вулканов — занимают около трети территории.
На Новой Каледонии обитает интересный эндемичный вид птиц — кагу (рис. 1). Это наземные нелетающие птицы величиной примерно с ворону. Живут группами (от 2 до 7 птиц), состоящими из размножающейся пары и ее потомков. То есть для кагу характерно коммунальное гнездование: молодые птицы обычно остаются на территории родителей и после достижения зрелости. Хотя кагу относятся к выводковым птицам (птенцы способны сами кормиться почти сразу после вылупления), родители подкармливают птенцов еще около двух месяцев после оставления ими гнезда. Помощники (неразмножающиеся птицы) в насиживании и выкармливании птенцов не участвуют. Но они помогают размножающейся паре защищать территорию от соседей.
Питаются кагу главным образом земляными (или дождевыми) червями (Oligochaeta). Те же, в свою очередь, потребляют землю и потому накапливают в себе тяжелые металлы. Оседлый наземный образ жизни и особенности питания позволяют предположить, что концентрация тяжелых металлов в организме кагу может быть высока.
Для проверки этого предположения группа ученых из Польши, Японии, США и Германии изучала популяцию кагу, живущую в лесу, растущем на ультрамафических почвах с высоким содержанием железа, хрома, никеля, марганца и кобальта. Ученые собрали в дикой природе 38 образцов пуховых перьев кагу (в каждом образце около десяти перьев) и 5 образцов маховых перьев. Оказалось, что концентрация металлов в пуховых перьях и в очине маховых перьев примерно одинакова, а вот в опахалах маховых перьев она выше. Слишком высокая концентрация в опахале, скорее всего, обусловлена внешним загрязнением (то есть металлы попали туда непосредственно из внешней среды, а не из организма птицы) и является артефактом. Что касается пуховых перьев и очинов, то эти образования сверху прикрыты и поэтому менее подвержены воздействию внешней среды (пуховые перья расположены под контурными, «одевающими» птицу сверху, а очин махового пера находится почти целиком под кожей).
Полученные результаты авторы статьи сравнили c данными, известными для других видов птиц (главным образом, в условиях антропогенного загрязнения) — всего в сравнении участвовало 77 видов, данные о содержании тяжелых металлов в перьях которых приведены в 28 публикациях. Результаты представлены в таблице (рис. 2).
Оказалось, что в перьях кагу сразу 7 элементов имеют концентрацию выше, чем (в среднем) у других изученных птиц. Для разных металлов это превышение варьирует от 1,2 (для цинка) до 21 раза (стронций). И это при том, что содержание тяжелых металлов у других видов чаще анализировали в условиях антропогенного загрязнения.
Известно, что тяжелые металлы, накапливаясь, могут оказывать негативные эффекты на организм птиц. Хотя такое хроническое отравление, возможно, влияет и на здоровье взрослых птиц, в наибольшей степени это отражается на потомстве. Так, показано, что самки птиц, в организме которых повышена концентрация тяжелых металлов, размножаются менее успешно. Они откладывают меньше яиц, причем у их яиц более тонкая скорлупа. Кроме того, увеличивается эмбриональная смертность.
Не исключено, что нечто подобное наблюдается и у кагу. При предварительном сравнении двух популяций этого вида, одна из которых обитает на ультрамафических почвах, а другая на «обычных» (и, соответственно, птицы эти имеют меньшую концентрацию тяжелых металлов в перьях), оказалось, что у второй успех размножения в среднем выше. Если первые за год выращивают в среднем 0,5 птенца, то вторые — около двух. Хотя нельзя исключать, что этот эффект может быть связан и с чем-то еще, а не с влиянием высоких концентраций тяжелых металлов.
Кагу не летает и ведет оседлый образ жизни. Значит, этот вид каким-то образом приспособился обитать на почвах с высокой концентрацией тяжелых металлов. Хотя, возможно, это и имеет какие-то негативные эффекты. Тем не менее, эти птицы могут успешно выживать в такой среде и делают это уже многие тысячи лет. А вопрос о том, каким образом тяжелые металлы влияют на кагу, еще требует дополнительного изучения.


Рис. 1. Кагу (Rhynochetos jubatus) — небольшая нелетающая птица, эндемик острова Новая Каледония в Тихом океане. Сейчас популяция этих птиц насчитывает несколько сотен особей — вид находится под угрозой вымирания в основном из-за хозяйственной деятельности на острове, в результате которой сокращается их ареал. Также большую опасность для кагу представляют завезенные человеком на остров животные — собаки, кошки, крысы (фото с сайта ibc.lynxeds.com . elementy.ru)


Рис. 2. Концентрация (мг/кг сухой массы) металлов в разных частях оперения кагу: пуховых перьях (Down), очине маховых перьев (Shaft) и опахале маховых перьев (Vane). Два правых столбца — обобщенные данные по 77 другим видам птиц. Таблица из обсуждаемой статьи в Ibis / elementy.ru

 

Источник: Jörn Theuerkauf, Tokushi Haneda, Nozomu J. Sato, Keisuke Ueda, Ralph Kuehn, Roman Gula and Izumi Watanabe. Naturally high heavy metal concentration in feathers of the flightless Kagu Rhynochetos jubatus — Ibis. / А. Опаев, elementy.ru


На заставке фото с сайта 4.bp.blogspot.com