Ученые впервые составили карту биоразнообразия дождевых червей на планете

В умеренных широтах локальное разнообразие дождевых червей выше, чем в тропиках. Глобальное изменение климата может привести к значительным изменениям в сообществах дождевых червей во всем мире, угрожая многим функциям, которые они выполняют. Это два основных результата нового исследования, которое провели ученые из Немецкого центра интегративных исследований биоразнообразия (iDiv) и Лейпцигского университета. Работа по изучению сообществ дождевых червей объединила 140 исследователей со всего мира. Среди них — сотрудники нескольких российских организаций. Благодаря объединению ученых из разных стран была собрана самая большая в мире база данных о дождевых червях, которая охватила 6928 точек в 57 странах.

Дождевые черви встречаются во многих типах экосистем. За исключением пустынь и слишком влажной и кислой почвы, дождевые черви в значительной степени определяют функционирование экосистем. Они перемешивают почву и минерализуют растительные остатки. Тем самым они обеспечивают всю экосистему питательными веществами, улучшают доступность влаги, участвуют в накоплении углерода, смягчении последствий изменения климата или рассеянии семян. 

— Дождевые черви являются очень важными «экосистемными инженерами», что также отражается в большом запасе биомассы дождевых червей, которая обычно больше, чем биомасса всех млекопитающих, живущих в той же области, — пояснил участник международного исследования биоразнообразия дождевых червей, заведующий лабораторией биогеографии почв географического факультета МГУ, доктор биологических наук Константин Гонгальский.

Значительное влияние дождевых червей на экосистемы и сервисы, которые они предоставляют людям, хорошо известны. В то же время информация о том, как дождевые черви распространены в глобальном масштабе, долгие годы оставалась весьма скудной. 

— Исследователи на протяжении десятилетий знали, что для любой конкретной области в тропиках мы обычно ожидаем больше видов, чем в регионах, расположенных в умеренных широтах, — говорит Хелен Филлипс, исследователь из Немецкого центра интегративных исследований биоразнообразия (iDiv) и Лейпцигского университета (UL). — Но до сих пор мы не могли количественно оценить глобальные закономерности для дождевых червей, поскольку не было глобальной базы данных о дождевых червях.

Хелен Филлипс и ее коллеги стремились создать глобальную карту, используя как можно больше данных о разнообразии, численности и биомассе дождевых червей. Работая в составе международной рабочей группы sDiv (центр синтеза iDiv), Филлипс, а также члены рабочей группы со всего мира, включая Константина Гонгальского и Юрия Лебедева, сотрудников Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН и Географического факультета МГУ, Максима Шашкова из Института физико-химических проблем почвоведения РАН и Ирины Зенковой из Института биологических проблем Севера РАН, собрали данные о дождевых червях со всего мира. 

Результаты этих огромных усилий показывают, что модели почвенного биоразнообразия не соответствуют тем, которые наблюдаются для организмов, живущих над землей. Разнообразие растений, насекомых или птиц (количество видов в любом данном районе) обычно увеличивается от высоких до низких широт. Это означает, что количество видов является самым высоким в тропиках. Однако для дождевых червей исследователи обнаружили противоположную закономерность. Наибольшее разнообразие дождевых червей было обнаружено в Европе, на северо-востоке США и в Новой Зеландии. Аналогичные закономерности были обнаружены для численности (количество особей на площадь) и биомассы (масса на единицу площади) дождевых червей, также демонстрируя самые высокие значения в умеренных регионах. В то же время виды тропических червей в тропиках имеют меньшие ареалы. 

— В тропиках, если вы проезжаете всего несколько километров, вы можете обнаружить целый новый набор видов дождевых червей, в то время как в более холодных регионах они остаются более или менее одинаковыми, - говорит Хелен Филлипс. —Это может означать, что, хотя в тропиках в одном месте встречается мало видов, общее количество видов по всему региону может быть чрезвычайно высоким. Но мы пока этого не знаем.

Основная причина этой неопределенности заключается в том, что многие виды тропических дождевых червей еще не описаны. Таким образом, принадлежат ли дождевые черви, выявленные в разных регионах, к одному и тому же виду или нет - вопрос, который необходимо решить.

Исследователи также оценили, какие факторы окружающей среды определяют количество видов дождевых червей, а также их численность и биомассу. Они обнаружили, что факторы, связанные с осадками и температурой, оказали наибольшее влияние. 

— Основываясь на этих климатических воздействиях, мы заключаем, что изменение климата может вызвать изменения в сообществах дождевых червей и изменить функции и услуги, предоставляемые экосистемами, - говорит Нико Эйзенхауэр, руководитель проекта. — Учитывая их роль как экосистемных инженеров, мы обеспокоены потенциальным каскадным воздействием на другие организмы, такие как микробы, почвенные насекомые и растения.

— Результаты исследования имеют значение для сохранения биоразнообразия на планете. Фокусирование только на наземном разнообразии может привести к недостаточной степени охраны дождевых червей. Таким образом, для полной оценки необходимо включить почвенное биоразнообразие, что позволит защитникам природных ресурсов определить истинные горячие точки биоразнообразия планеты, — пояснил Константин Гонгальский.

Настало время для смены парадигмы в сохранении биологического разнообразия. Поскольку они в основном обитают в почве, мы легко забываем об удивительных существах под нашими ногами. Дождевые черви могут быть загадочными и могут не обладать харизмой панды, но они чрезвычайно важны для других организмов и функционирования наших экосистем.

Ознакомиться подробнее с международным исследованием биоразнообразия дождевых червей можно в статье «Global distribution of earthworm diversity», опубликованной недавно в журнале Science 366, 480–485 (2019).