Одоната - справжні хижаки повітря
Автор: Бенуа ГІЛЛ
Щоб зрозуміти функціонування харчових мереж, екологія покладається на відносини хижак/здобич, щоб визначити хижацький тиск, який чинять одні види на інших. Однак залишається важко оцінити кількість і різноманітність здобичі, яку хижаки вивозять із спільнот.
Як правило, дослідження зосереджуються на взаємодії між видами хижаків на видобутку з густиною як змінною відповідно до конкуруючої моделі динаміки популяції Лотка-Вольтерра.
Нещодавно поява технології ДНК-штрих-кодування (визначення) відкрило нові перспективи для вивчення хижацтва, дозволивши 1) проаналізувати повний раціон хижаків, 2) провести інвентаризацію всіх таксонів і видів здобичі 3) оцінити пропорції кожен вид здобичі, що становить раціон кількох хижаків. Отримані дані пропонують можливість розробки моделей, заснованих як на чисельності, так і на різноманітті спільнот видобутку та хижаків, а також на кореляції між тиском хижацтва та масою хижаків.
Серед комах Одоната (бабки та дамбіші) є грізними хижаками, як водними під час личинкової фази, так і повітряними у дорослій стадії. Дорослі полюють на вигляд, застосовуючи різні стратегії: переслідування здобичі в польоті, сховання серед рослинності. Хоча поведінка мисливців відома у дорослих Одоната, детальних досліджень їхньої здобичі не вистачає. Найважливіші прогалини стосуються перекриття простору та часу раціонів різних видів та спільного впливу хижих видів на популяції та спільноти видобутку.
У цьому контексті пілотне дослідження, проведене командою фінського Карі М. Кауністо (Університет Турку), взяло на себе завдання і принесло безпрецедентні результати для трьох видів Одоната.
Дослідники метакодували кал особи для характеристики таксономічного обсягу та кількісного розподілу використання їхньої здобичі. Використовуючи ці результати, вони змогли кількісно оцінити хижацтво в контексті спільноти, поєднавши демографічну інформацію та щоденні норми споживання здобичі, інформацію про масу видів хижаків та масу таксонів здобичі.
Дослідження показує, що Odonata споживає широкий спектр здобичі, однак, оскільки популяція їхньої жертви велика, селекційний тиск залишається досить помірним.
Результати
Дослідження проводилось у водоймі з прісною водою площею 12 га (600 м х 200 м), оточеній луками у приміському ландшафті. Дослідники позначили та випустили 1341 особину з чотирьох видів Zygoptera (самокорисливих): Coenagrion lunulatum, Enallagma cyathigerum, Coenagrion hastulatum та Coenagrion pulchellum (фото 1 вище). Зчитування проводились щодня між 31 травня і 1 серпня 2016 р. Після захоплення дівчат поміщали окремо в пробірку на 24 години для збору фекалій.
Оцінка чисельності показала, що найбільше чисельності E. cyathigerum - від 5960 до 22540 особин (табл. 1).
Таблиця 1: Демографічні та середні оцінки проживання для кожного виду самозайманих досліджених (Джерело: Kaunisto et al. 2020)
Ідентифікація послідовностей ДНК, присутніх у фекаліях, призвела до інвентаризації 19 порядків та 140 родів безхребетних. Найпоширенішим порядком здобичі була двокрила, представлена в основному сімейством Chironomidae (фото 2). Дослідження також виявило значне перекриття використання видобутку чотирма видами, при цьому 30% видобутку розподіляли в середньому принаймні два види самозахисних. Chironomidae є основною здобиччю чотирьох видів незалежно від статі (малюнок 1 нижче).
Рисунок 1: а) Оцінки кількості днів індивідуального хижацтва b) Таксономічний розподіл та трофічні зв’язки між здобиччю та видами хижаків (квадрат до масштабу чисельності хижаків за видами) c) Кругові діаграми показують частку наявної здобичі, спожитої чотири місцеві види протягом періоду польоту (Джерело: Kaunisto et al. 2020)
Споживання видобутку усіма дамбелами протягом літа оцінюється в 900 г здобичі, що становить, відносно частки чисельності фекалій, близько 700 000 мух родини Chironomidae. Проживаючи в середньому 4 дні, кожна молода леді споживає майже 135 хірономідів протягом свого дорослого життя.
Аналіз результатів також дає змогу оцінити загальну популяцію хірономідів у 91 560 000 особин протягом 12 га досліджуваної території. Отже, всі дівчата передують лише 0,76% цієї популяції.
Висновок
Діви - це хижаки-генералісти, які харчуються великою кількістю різних таксонів, але мають відносно низький рівень хижацтва серед популяцій. Дійсно, частка споживаної здобичі коливається від 0,3% до 1,6% від загальної кількості населення. Цей селекційний тиск не є незначним, однак чотири види дамблі, які влітку споживають 900 г здобичі та вилучають 5,4 мільйона потенційної здобичі з навколишнього середовища для інших хижаків, таких як кажани та птахи.
Фото 1: Chironomus plumosus (Chironomidae (Джерело: Джефф Делонж)
Ці цифри, безсумнівно, недооцінені, оскільки самки, як правило, споживають лише найбільш поживні частини здобичі, зменшуючи тим самим свою представництво у вмісті фекальної ДНК. Крім того, дамблі в основному споживають невеликих двокрилих відносно маси тіла (співвідношення 260-1). Якщо припустити подібний взаємозв'язок між масою тіла та споживаною здобиччю, більша маса тіла Anisoptera (бабки), як Aeshna grandis вагою майже 1 г, потенційно може споживати в 30 разів більше здобичі на день, ніж сама по собі.
Щоб зрозуміти функціонування екосистем, важливо знати потоки енергії та речовини через харчові та трофічні мережі: знати, хто кого і в яких кількостях їсть. У цьому контексті це дослідження являє собою перший крок у кількісному визначенні ключових змінних, що дає змогу зрозуміти механізми низхідної регуляції порівняно з вищою регуляцією в межах спільнот комах.