Новое исследование, опубликованное в Nature, показало, что функционирование экосистем зависит не только от числа обитающих в них видов, но и от того, как растения, растительноядные животные, хищники и другие организмы связаны между собой в пищевых сетях. Работа выполнена международным коллективом под руководством доктора Эндрю Барнса из Университета Уаикато (Новая Зеландия) при участии ученых из Немецкого центра интегративных исследований биоразнообразия (iDiv) и специалистов из более чем 20 научных организаций, включая Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН (ИПЭЭ РАН).
Авторы проанализировали более 300 пищевых сетей в водных и наземных экосистемах по всему миру. Результаты показали, что чем разнообразнее сообщество, тем активнее в нём идут потоки энергии: организмы низших трофических уровней потребляют растения и мертвую органику (например, опадающие листья), хищники регулируют их численность, а питательные вещества возвращаются в круговорот. Именно эти процессы лежат в основе многих жизненно важных для человека функций - от производства продуктов питания и борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур до регуляции климата и в целом устойчивости экосистем к различным изменениям.
Особенно значимой оказалась роль хищников. В богатых видами пищевых сетях интенсивность хищничества может возрастать в десятки раз, а в отдельных случаях - более чем в 70 раз. Это означает, что сложные и разнообразные сообщества способны поддерживать более активные и устойчивые экологические процессы.
«Исследование показывает, что биоразнообразие - это не просто список видов. Чтобы понять, как функционирует экосистема, важно учитывать и связи между организмами: кто кого ест, как энергия проходит через трофическую сеть и какие группы обеспечивают её устойчивость», - комментирует соавтор публикации, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник ИПЭЭ РАН Руслан Сайфутдинов.
В статье выделяются два механизма, объясняющих этот эффект. Во-первых, в более разнообразных экосистемах обычно больше трофических уровней - от растений и мертвой органики до растительноядных животных и хищников. Во-вторых, когда видов в сообществе много, они активнее и разнообразнее используют доступные ресурсы, включая разные виды добычи. Это снижает конкуренцию и позволяет экосистеме эффективнее распределять энергию между участниками пищевой сети.
Ключевой вывод исследования состоит в том, что охрана природы не может ограничиваться сохранением отдельных редких видов. Для устойчивой работы экосистем необходимо поддерживать целостность пищевых сетей - систему связей, по которой энергия движется через сообщества, регулируется численность организмов и поддерживается круговорот веществ.
Старший научный сотрудник ИПЭЭ РАН, кандидат биологических наук Даниил Коробушкин комментирует: «Потеря хищников верхнего уровня и упрощение трофической структуры приведут к ослаблению естественного контроля вредителей, что быстро скажется на растительном сообществе и опаде, поступающем в почву, снизит её способность полностью выполнять свои функции, в конечном итоге изменит экосистему».
Barnes, A. D., Brose, U., Eisenhauer, N., Berti, E., Brauns, M., Eggert, S. L., Garcia-Callejas, D., Giling, D. P., Hall, R. O. Jr., Hines, J., Jochum, M., Korobushkin, D. I., Kortsch, S., Kratina, P., Manca, M., Mor, J.-R., Nordström, M. C., O’Gorman, E. J., Ott, D., Perkins, D. M., Rosenbaum, B., Saifutdinov, R. A., Saito, V. S., Tanentzap, A. J., Vinagre, C., Gauzens, B. Food web complexity underlies biodiversity effects on ecosystem functioning. Nature (2026).