Эффект бабочки в африканской саванне
Муравьи заставили львов поменять рацион.
Новое исследование показывает, как нарушение одной крошечной связи в африканской саванне оказывает влияние на всю пищевую сеть.
Когда африканские большеголовые муравьи (Pheidole megacephala) захватывают новые участки саванны, они убивают местных муравьев из рода Crematogaster. Из-за этого местные колючие деревья лишаются своих доблестных защитников от голодных слонов – местные муравьи мешали слонам поедать и уничтожать эти деревья. Получив доступ к деревьям из-за «завоевания» новой территории другими муравьями, слоны меняют ландшафт, превращая поросшие деревьями участки в открытые луга. Из-за этого львам становится труднее охотиться на свою любимую добычу – зебр. Вместо этого им приходится нападать на буйволов, что гораздо опаснее и сложнее.
Как это всё удалось выяснить? Последние 15 лет или около того эколог дикой природы Джейк Гохин и его коллеги из Университета Вайоминга в Ларами (США) и заповедника Ол Педжета в Кении (Восточная Африка) изучают, как муравьи-крематогастеры защищают колючие деревья. Когда слон пытается съесть дерево, «муравьи собираются у него в ноздрях и кусают изнутри», – говорит Гохин.
В рамках отдельной научной работы исследователи также проверяли, чем питаются львы в заповеднике.
«Одна из вещей, которые мы обнаружили … заключалась в том, что львы гораздо более успешны в охоте в районах с высоким лесным покровом», – заявил Джейк Гохин.
Но что происходит, когда древесный покров внезапно становится низким? Чтобы выяснить это, Гохин и его коллеги снабдили ошейниками шестерых львиц из местных прайдов, чтобы отслеживать их активность и охотничьи повадки. Команда также наблюдала за экспериментальными участками, куда вторглись большеголовые муравьи, но где местные муравьи всё ещё господствовали. По словам Гохина, популяция инвазивных большеголовых муравьев прибыла в заповедник в период с 2002 по 2005 год.
«Мы думаем, что они попали сюда вместе с продуктами, привезёнными в дома или туристические лагеря в этом районе. Вторгшиеся насекомые убивают местных муравьёв, где бы они их не нашли. А другие исследования показали, что слоны вырывали колючие деревья в пять-семь раз чаще без их защиты местными муравьями», – сказал Джейк Гохин.
В новом исследовании учёные могли бы использовать дроны или спутниковые снимки для изучения древесного покрова, но «у нас нет таких денег», говорит Гохин. Вместо этого они выследили львов в ошейниках, а затем начали исследовать места недавней добычи львов, используя дальномер, чтобы измерить открытость местности.
Команда выяснила, что владения большеголовых муравьев имели видимость в 2,67 раза выше, чем области без них, а это означает, что львы могли видеть дальше – как и их добыча. Обычно львы полагались на прикрытие деревьев, чтобы наброситься на зебр из засады: там, где видимость была плохой, вероятность убийства зебры составляла 62 процента. Но когда видимость была высокой, шансы львов поймать зебру падали до 22 процентов.
За три года количество удачных нападений львов на зебр снизилось с 67 до 42 процентов, тогда как число добычи буйволов увеличилось с нуля до 42 процентов от общего количества добычи за период исследования.
«Но это рискованная диета. Львы, охотящиеся на буйволов, чаще получают травмы», – отмечают учёные.
Поиграем в бизнесменов?
Одна вакансия, два кандидата. Сможете выбрать лучшего? И так пять раз.
Высасывают кровь и заражают: эти мухи опаснее льва
Впрочем, постепенно учёные стали лучше понимать, как можно избавиться от этих опасных насекомых. Синие ловушки!
Мухи, питающиеся кровью, такие как мухи цеце и слепни, наносят болезненные укусы и распространяют опасные болезни как среди людей, так и среди животных. В год мухи цеце убивают больше живых существ, чем хищные животные, львы или леопарды.
Длина тела мухи цеце 9—14 мм. Её можно отличить от обычных в Европе домашних мух по характеру складывания крыльев (их концы плоско налегают друг на друга) и по прочному колющему хоботку, выступающему на передней части головы. Грудь мухи рыжевато-серая с четырьмя тёмно-коричневыми продольными полосками, а брюшко жёлтое сверху и серое снизу
Слепень бычий (Tabanus bovinus) — типовой вид типового рода семейства слепней
Учёные тратят много времени и усилий на разработку наиболее эффективных ловушек для контроля над популяциями этих мух.
Десятилетия полевых исследований показали, что наиболее эффективные – ловушки синего цвета. Но почему именно этот цвет является привлекательным для мух, оставалось неясным, тем более что синие объекты – не самое обычное явление в естественной среде.
Учёные предположили, что синие поверхности могут казаться мухам затенёнными местами, поскольку тени имеют голубоватый оттенок. В частности, мухи цеце ищут такие затенённые места для отдыха, что может объяснить их влечение к синим ловушкам.
Согласно другой версии, синие поверхности могут привлекать голодных мух, снабжая их контрольными знаками, которые они используют, чтобы различать животных на фоне листвы. Согласно этой теории, муха может принять синюю ловушку за животное, которое она хочет укусить.
Ловушка для мух
Но у большинства мух цеце и слепней есть пять видов фоторецепторов, чувствительных к ультрафиолетовому, синему и зелёному свету. Таким образом, синяя ловушка не будет выглядеть для мухи так же, как для человека.
В исследовании Центра исследований международного развития в городе Аберистуите (CIDRA) - Уэльс, Великобритания - решили эту проблему с помощью искусственного интеллекта (ИИ). Учёные снабжали нейросети сигналами фоторецепторов, которые испытывала бы муха, глядя на животных или лиственный фон как на свету, так и в тени. Затем они обучили сети отличать животных от листьев и затенённых объектов от незатенённых, используя только эту визуальную информацию.
Обученные сети должны были найти наиболее эффективный способ обработки визуальных сигналов, которые должны иметь общие свойства с механизмами, развившимися в нервной системе настоящих мух. Затем учёные исследовали, классифицируют ли искусственные нейронные сети синие ловушки как животных или как затенённые поверхности.
После обучения нейронные сети смогли легко отличать животных от фона листьев, используя сенсорную информацию, доступную мухе. Сети идентифицировали оттенок, используя яркость, а не цвет – проще говоря, чем темнее выглядел стимул, тем больше была вероятность, что он будет классифицирован как затенённый. Между тем, животных идентифицировали по относительной силе синих и зелёных сигналов фоторецепторов. Относительно большее количество синих сигналов по сравнению с зелёными указывало на то, что стимулом, вероятно, было животное, а не лист, и наоборот.
Конечно, искусственные нейронные сети – это не настоящие мухи и не точные модели их нервной системы. Но они показывают наиболее эффективный способ обработки визуальных сигналов мухи для определения естественных раздражителей. И учёные предполагают, что эволюция воспользовалась сходными принципами в нервной системе настоящих мух.
Если люди смогут понять сенсорные сигналы и поведение, которые заставляют мух попадать в ловушки, они смогут разработать ловушки, чтобы наиболее эффективно использовать эти механизмы и более надёжно контролировать мух.
Дельфины «сюсюкают» с детёнышами
Дельфины-афалины меняют тон, когда «разговаривают» со своими детёнышами. Так они могут учить малышей своей «речи».
Дельфины афалины меняют тон, когда «разговаривают» со своими детёнышами. Они практически переходят на «сюсюканье», говорится в статье, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Американские биологи изучили свист 19 дельфинов-матерей во Флориде, когда те плавали в одиночку, с другими морскими особями и детёнышами. Такие свистки важны млекопитающим, чтобы поддерживать связь друг с другом и напоминать, что они находятся рядом.
Выяснилось, что при обращении всех 19 афалин к маленьким дельфинам звук свистка становится выше, а диапазон частот больше, чем обычно — это напоминает «сюсюканье» женщины с ребёнком. По версии учёных, так дельфины могут обучать детёнышей полноценной дельфиньей «речи»
«Было бы логично, если бы подобные адаптации возникли у афалин — долгоживущих видов, в чьей жизни акустические сигналы играют важную роль. Их детёныши должны научиться произносить множество звуков, чтобы общаться», — считают авторы исследования.
Впрочем, у биологов есть и другая версия того, зачем дельфины «сюсюкают» со своими детьми. Таким образом они могут пытаться обратить внимание маленького дельфина на мать — чтобы тот понимал, что она «говорит» именно с ним.
Крысы в Австралии тоже должны быть свои, сумчатые
«Мини-кенгуру» вернулись в Южную Австралию спустя 100 лет. Учёные считают, что они могут изменить местный ландшафт.
Кистехвостые беттонги (Bettongia penicillata), также известные как ялгири на языке местного народа нарунгга, – это энергичные существа, которые когда-то населяли большую часть Австралии. Они принадлежат к роду короткомордых кенгуру, или опоссумных крыс ( Bettongia), — род сумчатых семейства Кенгуровые крысы (Potoroidae).
За последние два столетия их численность сократилась из-за лис и диких кошек, а также из-за потери среды обитания. Сейчас лишь несколько тысяч выживают в некоторых регионах Западной Австралии, в заповедниках и на островах. Но недавно мини-сумчатые вернулись на юг благодаря защитникам природы.
«Они похожи на уменьшенных кенгуру. У них мощные ноги и они носят своих детёнышей в сумке, как кенгуру, но при этом весят всего полтора килограмма», – рассказал Дерек Сандоу, эколог из Северного и Йоркского ландшафтного совета в Южной Австралии.
Сандоу входит в группу исследователей дикой природы, которая с августа 2021 года пометила и повторно завезла 120 кистехвостых беттонгов на полуостров Йорк, недалеко от Аделаиды, в надежде, что популяция восстановится. Животные были перемещены с близлежащего острова Ведж и из региона Аппер-Уоррен в Западной Австралии. Для того, чтобы стимулировать рост популяции было построено ограждение для защиты беттонгов от хищников.
Мероприятие уже можно назвать успешным. Недавний мониторинг показал, что 40% отловленных в Южной Австралии беттонгов не были помеченными, а это означает, что они родились уже после момента реинтродукции.
Исследователи наблюдают за реинтродуцированным беттонгом
Кистехвостые беттонги размножаются постоянно, и самки могут рожать трёх детенышей каждый год, каждый из которых проводит в сумке до 98 дней. По словам Сандоу, если их популяция сможет восстановиться, эти крошечные сумчатые могут значительно изменить местный ландшафт.
«Небольшое количество беттонгов может перемещать тонны почвы в год, потому что они копают землю и создают небольшие микросреды для инфильтрации воды. Эти животные держатся подальше от зелёных растений, предпочитая грибы, луковицы, семена, насекомых и смолу», – рассказал Сандоу.
Популяция белой чайки - индикатор благополучия Арктики
Белая чайка в Арктике. Фото: Анастасия Дьяконова, участница конкурса РГО "Самая красивая страна"
Белая чайка (Pagophila eburnea) — редкий и малочисленный вид морских птиц, занесённый в Красные книги по всему своему ареалу. Это эндемик Арктики и в среднем самая северная из всех птиц. Область её гнездования находится в высоких широтах — от Канадского Арктического архипелага, Восточной Гренландии, Шпицбергена до островов Карского моря и Северной Земли. Большая часть ареала вида соотносится с арктической зоной России в регионе Карского и Баренцева морей.
Изменения климата, связанное с ним сокращение морских льдов, особенно ярко выраженное в последние 30 лет, загрязнение окружающей среды и стремительное промышленное освоение шельфа являются основными угрозами популяциям белой чайки. В России в 2000-х годах численность этих птиц считалась относительно стабильной, но сейчас из-за продолжающегося стремительного потепления Арктики начала сокращаться и российская популяция белой чайки.
Мониторинг и комплексные исследования российской популяции белой чайки (её численности, плодовитости, кормовой базы, состояния здоровья) учёные Арктического и антарктического научно-исследовательского института проводили в течение полевых сезонов 2020 и 2022 годов. Стационарные работы выполнялись на острове Визе на севере Карского моря. Здесь была заложена площадка для изучения белой чайки и других морских птиц.
Чайки любят сопровождать белых медведей на охоте. Фото: Николай Гернет, участник конкурса РГО "Самая красивая страна"
В настоящее время исследования ведутся с применением самых современных технологий. Так, перемещения птиц учёные отслеживают с помощью GPS-трекеров. Уже удалось собрать уникальные данные о так называемых кормовых разлётах птиц. Выяснилось, что в поисках добычи в ледовитых водах чайки могут удаляться на несколько десятков километров от своей колонии.
По данным специалистов Арктического и антарктического научно-исследовательского института, ледовые условия для гнездования белых чаек в 2022 году были намного лучше, чем в 2020 году. В прошлом сезоне на острове Визе некоторые пары чаек отложили по три яйца. Это также говорит о хороших кормовых условиях. Однако выведение потомства не было спокойным.
— В прошлом сезоне начало гнездования белых чаек на острове Визе было довольно успешным. В колониях было много птиц, в кладках было по два-три яйца, что для белых чаек очень хороший показатель. Но затем нагрянули неприятности: сначала в колонию пришёл медведь, разоривший более половины гнёзд. Заметный урон потомству нанесли беспривязные собаки. Также много птенцов погибло и в результате междоусобицы — при слишком плотном гнездовании в антропогенном ландшафте у чаек сильно возросла агрессия, что привело к значительной гибели птенцов. Тем не менее к концу августа в воздухе появились первые белые чайки с чёрными отметинами на крыльях и хвосте — молодые птицы поднялись на крыло, — рассказала ведущий научный сотрудник лаборатории "Арктик-шельф" Арктического и антарктического научно-исследовательского института Мария Гаврило.
Для сравнения, в 2020 году в самом ядре ареала в Карском море одновременно в четырёх крупнейших колониях белой чайки впервые было отмечено полностью безуспешное гнездование. За весь сезон не вылупилось ни одного птенца! По мнению учёных, причиной стал дефицит кормовых ресурсов в начале гнездового сезона, возникший из-за недоступности пригодных мест добычи пищи. В целом в шести колониях, находящихся под наблюдением последние 15 лет, общая численность чаек в сезон 2020 года стала минимальной.
Учёные за работой. Фото: ААНИИ
Анализ питания птенцов выявил ограниченность их рациона. Большую часть корма составляли мелкие молодые северные рыбки — сайки (Boreogadus saida). Причём добывать их чайки могли только при наличии льда в море вокруг колонии. Такие условия наблюдались лишь в 2022 году. В 2020 году после вскрытия припая и очищения акватории вокруг острова ото льда все чайки бросили гнёзда и покинули колонию. При этом гнездившиеся по соседству моёвки успешно вывели потомство в оба сезона, поскольку смогли добывать сайку и среди льдов, и на открытой воде.
Исследования дали и другие, не менее интересные результаты.
— Впервые в мировой научной практике мы проанализировали образцы крови и аномалии в клеточном ядре эритроцитов белых чаек. Полученные данные показали, что самки этого вида испытывают гораздо большую стрессовую нагрузку, чем самцы. С чем это связано, нам ещё предстоит разобраться, — отметила Мария Гаврило.
Сейчас учёные продолжают камеральную обработку собранных образцов и информации. Это исследование существенно дополнит знания о биологии белой чайки и позволит разработать программу мероприятий для сохранения популяции редкого вида.
Опоссумы и еноты с GPS-ошейниками отомстят питонам за свою смерть
Бирманский питон во время демонстрации безопасного отлова 16 июня 2022 года в Майами
Исследователи из Ки-Ларго нашли средство в борьбе с инвазивными змеями.
Исследователи дикой природы, изучающие млекопитающих в заповеднике Ки-Ларго на юге штата Флорида (США), обнаружили потенциально новаторский, но довольно грустный способ обнаружения и уничтожения инвазивных тёмных (бирманских) тигровых питонов.
Проблема с тигровыми питонами во Флориде появилась около 30 лет назад, когда змей завезли туда из Юго-Восточной Азии. Питоны расплодились в регионе Эверглейдс, занимающем южную четверть полуострова, и начали истреблять и выживать с территории местную фауну. Власти штата неоднократно устраивали конкурсы для охотников на питонов, призванные сократить поголовье инвазивного вида. За убитых змей выплачивается денежное вознаграждение.
Самый большой инвазивный питон, когда-либо зарегистрированный во Флориде, был длиной 5,5 метра.
Команда, наблюдающая за поведением енотов и опоссумов в городах и на окраинах местного заповедника дикой природы, надела на десятки млекопитающих ошейники с GPS и отслеживала их местонахождение в течение нескольких месяцев.
В сентябре прошлого года, примерно через пять месяцев после начала исследования, один из ошейников опоссумов подал сигнал об отсутствии движения. Учёные предположили, что опоссума сбила машина или убила местная собака, но затем, через несколько часов, ошейник снова начал двигаться.
«Это характерный признак того, что животное съела змея», – заявил Майкл Коув, куратор млекопитающих в Музее естественных наук Северной Каролины.
Исследователи предположили, что змея, проглотившая опоссума, некоторое время находилась без движения, переваривая пищу, а затем снова поползла по своим делам Но даже с трекером исследователям потребовалось время, чтобы подтвердить свою догадку и обнаружить рептилию в лабиринте подземных карманов и пещер заповедника.
Сигналы показывали, что ошейник находился под землей. Только через месяц удалось выследить змею и поймать её. Они обнаружили самку длиной 3,6 метра и весом 30 кг, полную яичных фолликулов. Такие крупные самки могут отложить около 100 яиц. Удаление их из экосистемы похоже на избавление от десятков, если не сотен будущих змей. Команда усыпила её, вскрыла и извлекла из желудка рептилии тот самый ошейник, который они надеются вскоре надеть на другого опоссума.
Коув и его коллеги по исследованию считают, что этот метод поможет контролировать взрывной рост популяции инвазивных питонов, которые десятилетиями уничтожает экосистему Южной Флориды.
«Изначально исследование было направлено на то, чтобы выяснить, что происходит, когда еноты и опоссумы разоряют мусорные баки и питаются остатками человеческой или кошачьей еды, вместо того чтобы есть местные семена и фрукты», – сообщил Майкл Коув.
Оба вида потребляют много местных фруктов и испражняют семена в разных местах, становясь важными распространителями семян. Но теперь учёные могут воспользовать этих животных для отлова питонов.
История с ошейником, сигнализирующем о гибели опоссума, повторилась в январе этого года. На этот раз учёные нашли змею быстрее. Это вновь оказалась самка, полная яичных фолликулов. На днях исследователи получили ещё один сигнал. Но к тому времени, когда они добрались до трекера, им удалось найти только ошейник в куче змеиных экскрементов.
Известно, что из 43 ошейников, которые надели на млекопитающих, три были проглочены питонами, но еще шесть просто испарились. Исследовательская группа теперь задаётся вопросом: а что, собственно, произошло?
И не жестоко ли так использовать невинных енотов и опоссумов в качестве приманки?
«Это вопрос, который нам часто задают – не чувствуем ли мы себя виноватыми за то, что подвергаем этих животных риску? Но животные в ошейниках не подвергаются большему риску, чем обычно. Исследователи следят за тем, чтобы ошейники не мешали их движениям. К сожалению, иногда их перехватывают питоны. Мы ничего не делаем, кроме как наблюдаем за тем, как животные занимаются своими естественными делами. То, что их едят – это нормально, такое случается», – ответил Майкл Коув.
До сих пор никто не изобрел эффективного способа истребления инвазивных питонов. Власти испробовали множество методов, в том числе отслеживание их с помощью гончих и так называемый Python Challenge – 10-дневное соревнование, в ходе которого в прошлом году была убита 231 змея. Но это лишь небольшая доля от десятков тысяч особей, которые скрываются в дикой природе США.
Исследователи в настоящее время вместе с заинтересованными сторонами в Южной Флориде готовят предложения, чтобы найти способы финансирования и создания большего количества дешёвых и эффективных ошейников для дальнейшего изучения.
Например, если в будущих ошейниках не нужно будет отслеживать перемещение млекопитающих, а просто сигнализировать о смерти и местоположении носителя, они могут быть намного дешевле. Нынешние ошейники стоят 1500 долларов и работают два года. Но более простые VHS-ошейники будут стоить около 200 долларов каждый.
«Если мы сможем сделать более дешёвые ошейники и внедрить технологию беспилотных летательных аппаратов, мы сможем реализовать проект в гораздо более широком масштабе. На войне все средства хороши: мы должны использовать все возможности, чтобы уничтожить как можно больше питонов», – заключил Коув.