Исчезновение птиц с большим клювом привело к эволюции размера семян пальм

Поскольку нет потребителей (а они же и разносчики) крупных семян, исчезают и образующие их пальмы. Их место занимают пальмы того же вида, но продуцирующие мелкие семена, которые разносятся другими птицами. В тех местах, где еще сохранились девственные леса и есть птицы, способные потреблять крупные семена, пальмы продолжают образовывать семена большого размера

Наблюдаемое повсеместно сокращение биоразнообразия — это не только вымирание видов, но порой и уменьшение внутривидового разнообразия, например исчезновение из популяции наиболее крупных форм. Чаще всего такое происходит в результате прямого истребления их человеком. Но иногда возникает так называемый каскадный эффект — чреда воздействий «сверху вниз» через промежуточные трофические уровни. Так, человек в ходе промысла (охоты, рыбной ловли) может изымать хищников высшего уровня, находящихся на самом верху трофической пирамиды, а ослабление пресса этих хищников приводит к определенным сдвигам в популяциях их жертв — например, к изменениям размерной структуры. Фактически исследователи могут наблюдать при этом начало эволюционных преобразований, протекающих непосредственно у них на глазах.

Статья, появившаяся недавно в журнале Science, посвящена анализу необычной ситуации — изменению размеров семян одного вида пальм, Euterpe edulis, при исчезновении определенных видов птиц, ранее поедавших их плоды и таким образом осуществляющих их успешное расселение. Авторам работы (а это большая группа бразильских исследователей, а также их коллеги из Мексики и Испании) удалось собрать обширные данные по размеру семян пальмы Euterpe edulis в 22 популяциях этого вида из разных мест восточной части Бразилии. Известно, что крупные семена E. edulis могут потребляться только птицами с большим размером клюва и глотки (диаметр глотки >12 мм), например такими, как туканы (Ramphastos) или туканеты (Pteroglossus, Selenidera), тогда как мелкие семена поедаются многими видами птиц, в том числе и с небольшой глоткой (диаметр <12 мм). Хотя на первый взгляд может показаться, что крупный размер семян — признак для растений полезный, так как проростки их на ранних стадиях получают больше питательных веществ, у них есть и существенный недостаток: распространять их могут только птицы с большой глоткой.

В отсутствие таких птиц (а они нередко истребляются человеком), расселение пальм, образующих крупные семена, становится невозможным. Семена же, упавшие около материнского дерева, дают проростки, которые в дальнейшем обычно не выживают из-за напряженной внутривидовой конкуренции, нехватки света и грибковых заболеваний. Такая же участь постигает и проростки из мелких семян, если они остаются около материнского растения. Однако разносить мелкие семена могут многие птицы, в том числе и с небольшим клювом и неширокой глоткой. Птица, схватившая плод, обычно объедает мясистую часть, а само семя отрыгивает или выделяет с экскрементами. Всхожесть таких семян даже более высокая, чем семян, не тронутых птицами.

Статистический анализ всей совокупности данных выявил четкую тенденцию — уменьшение размера семян в районах с нарушенными человеком местообитаниями, там, где полностью истреблены или доведены до крайне низкой численности птицы, способные потреблять крупные плоды. К таким птицам, с диаметром глотки более 12 мм, относятся туканы, туканеты и еще ряд видов из других семейств. Именно они обеспечивают расселение крупных семян. Птицы с небольшой глоткой (диаметр менее 12 мм), например белошейный дрозд Turdus albicollis, встречаются как в нарушенных, так и в ненарушенных местообитаниях, причем в первом случае они обеспечивают расселение 98% семян, а во втором (там, где есть потребители крупных семян) только 33%. Измельчание семян произошло в нарушенных местообитаниях, там, где не было потребителей крупных плодов.

Согласно расчетам авторов, время, необходимое для произошедшей эволюции размера семян, оценивается примерно в 100 лет. Но плантации кофе, ради которых вырубались леса, начали разбивать в 1800-х годах. Таким образом, прошедшего времени хватило для того, чтобы сформировались наблюдаемые различия между размерами семян в нарушенных и ненарушенных местообитаниях.

Источник: Mauro Galetti, Roger Guevara, Marina C. Côrtes, Rodrigo Fadini, et al. Functional Extinction of Birds Drives Rapid Evolutionary Changes in Seed Size // Science. 2013. V. 340. P. 1086–1090.