Что объединяет травоядных, хищников и всеядных? Ответ кроется в загадочной U-образной кривой, которая управляет размерами животных на протяжении миллионов лет. Учёные Университета Небраски-Линкольна выяснили, что эта закономерность существует уже как минимум 66 миллионов лет — и сейчас она под угрозой исчезновения.
Несколько десятилетий назад экологи обнаружили любопытный факт: если на графике отложить размеры наземных млекопитающих в зависимости от их рациона, получится чёткая U-образная кривая. По её краям — гиганты: травоядные с одной стороны и хищники с другой. В центре — скромные по размеру всеядные и насекомоядные.
Почему так происходит? Ответ кроется в энергетическом балансе. Растительноядные вынуждены быть крупными, чтобы собирать достаточное количество низкокалорийной пищи и переваривать её сложным пищеварительным трактом. Хищникам же необходим большой размер для успешной охоты на таких травоядных.
А вот всеядные и насекомоядные довольствуются меньшим. Их рацион разнообразен, но охотиться приходится на более мелкие объекты, что не требует внушительных размеров. При этом насекомоядные часто становятся самыми миниатюрными существами в экосистеме из-за сильной конкуренции.
По словам Уилла Гирти, одного из авторов исследования, связь между размером и питанием — не просто любопытная теория, а мощный эволюционный механизм.
"Вы можете быть настолько большим, насколько позволяет ваша пища. В то же время вы часто бываете настолько большим, насколько вам нужно быть, чтобы ловить и перерабатывать эту пищу. Это постоянное эволюционное взаимодействие", — пояснил учёный Уилл Гирт.
U-образная зависимость оказалась универсальной не только для млекопитающих. Такой же паттерн обнаружили у птиц и даже морских рыб, причём в самых разных биомах — от лесов и саванн до пустынь и океанских акваторий.
"Тот факт, что это наблюдается в столь разных группах животных и экосистемах, говорит о фундаментальности этого механизма. Это основа того, как позвоночные получают энергию, взаимодействуют и сосуществуют", — отмечает соавтор работы Кейт Лайонс.
Исследователи изучили более 5400 видов млекопитающих, включая данные о древних существах, населявших Землю ещё в меловом периоде. Результаты показали, что загадочная U-образная кривая сохраняется минимум с момента массового вымирания динозавров — то есть уже 66 миллионов лет.
Причём учёные уверены: эта закономерность, скорее всего, существует столько же, сколько сами млекопитающие.
Однако стабильность этой системы оказалась под угрозой. Исследование показало, что за последние несколько сотен тысяч лет — с момента появления Homo sapiens и неандертальцев — средний размер травоядных и всеядных сократился в 100 раз. Плотоядные также уменьшились — в 10 раз.
U-образная кривая, веками державшая экосистему в равновесии, буквально начала выпрямляться.
И причина этого — человек.
Прогноз неутешителен. Учёные дают 50-процентную вероятность того, что такие виды, как тигры, носороги и другие крупные млекопитающие, полностью исчезнут в ближайшие 200 лет. У всех них есть общий враг — единственный хищник, которого они не могут победить. Это человек.
Вымирание крупных травоядных запускает цепную реакцию. Исчезают и те, кто на них охотится. Нарушение U-образного баланса приводит к разрушению всей пищевой цепи.
"Мы не знаем, что произойдёт, потому что такого раньше не случалось. Системы веками находились в стабильном состоянии. Но что будет, если они выйдут из этого состояния — вопрос открытый", — предупреждает Уилл Гирти.
Если тенденция сохранится, это может привести к фундаментальным изменениям в экосистемах. Исчезновение крупных животных не просто нарушает баланс — оно трансформирует планету до неузнаваемости.
Уточнения
Катастро́фа - неожиданное происшествие, вызвавшее человеческие жертвы, крупномасштабное разрушение техногенных объектов, ухудшение состояния природной среды и т. п.