Границы жизни начерчены солью: где заканчивается натрий — исчезают слоны и носороги

Дефицит соли определяет ареалы слонов и жирафов — Аризона

Во многих уголках планеты соль остаётся не чем-то привычным, а настоящим дефицитным ресурсом, и именно от неё зависит выживание крупнейших наземных животных. Новое исследование, выполненное учёными Университета Северной Аризоны и опубликованное в Nature Ecology and Evolution, позволило впервые оценить, как распределение натрия формирует ареалы слонов, жирафов, носорогов и других крупных травоядных. Карты содержания соли в растительности оказались настолько неоднородными, что в буквальном смысле очерчивают границы, за которыми гиганты не могут существовать. Об этом сообщает Наука Mail. ru.

Почему натрий стал ключевым фактором выживания гигантов

Для человека соль давно утратила статус редкого ресурса — её добыча и транспортировка привели к тому, что она доступна практически повсеместно. Но для диких травоядных ситуация иная: они зависят только от того, что содержится в окружающей растительности. В отличие от калия и других элементов, натрия в растительных тканях очень мало, а распределён он крайне неравномерно. Именно поэтому доступность соли может определять плотность популяций на огромных территориях.

Ученые собрали высокодетализированные карты содержания натрия в растениях по разным регионам и сопоставили их с данными о плотности животных, маршрутах их перемещений и анализом помёта. Последний параметр стал ключевым, поскольку позволил установить, получают ли травоядные хотя бы минимально необходимый объём соли. Оказалось, что там, где натрия мало, практически отсутствуют крупные виды, которые нуждаются в постоянном поступлении этого микроэлемента.

В некоторых частях мира содержание натрия в растительности отличается более чем в тысячу раз. Такой разрыв приводит к тому, что животные избегают целые районы, даже если там много зелени. Удивительные миграционные траектории, казавшиеся учёным странными, нашли объяснение в простом химическом факторе — присутствии или отсутствии соли.

Как животные компенсируют нехватку соли

Для мегатравоядных натрий является жизненно важным элементом. Он отвечает за работу мышц, нервной системы, баланс жидкости и множество метаболических процессов. Но из-за высокой потребности в минерале и низкого его содержания в растениях животные вынуждены искать дополнительные источники.

Исследователи описали ряд ярких поведенческих стратегий. В Кении слоны проникают в пещеры, где соскабливают каменные стены, насыщенные солью. В тропических лесах Конго они выкапывают соляные ямы в пересохших руслах рек. Гориллы борются за растения с повышенным содержанием соли, а носороги, зебры и гну проводят много времени у солёных озёр, превращая такие места в центры животной активности.

Подобные поведенческие схемы давно наблюдаются в природе, но до сих пор их рассматривали преимущественно как локальные особенности. Новое исследование показывает, что они являются системным ответом на дефицит натрия, который затрагивает экологию целых континентов. Такие закономерности важно учитывать так же, как и поведение животных в условиях изменяющихся экосистем — например, когда летучие мыши теряют маршруты из-за городского света.

Особенно уязвимыми оказываются крупнейшие виды: чем больше животное, тем выше потребность в натрии. Поэтому для слонов или носорогов нехватка соли может стать ограничителем численности даже в регионах с богатой растительностью.

Экологические парадоксы, объяснённые солью

Одним из примеров, который удалось объяснить с помощью новых карт, стал давний вопрос экологов: почему Западная Африка, обладая высокой продуктивностью растительного покрова, бедна крупными травоядными. Насыщенная зеленью территория могла бы поддерживать огромное количество животных, но в реальности там мало гигантов.

Исследователи указали, что причина в сочетании факторов, и дефицит натрия — один из них. Почвы региона бедны солями, растительность не обеспечивает животных необходимым минимумом, что ограничивает их распространение. На это накладываются и другие проблемы — охота, изменение земель, давление человека, — но именно нехватка соли создаёт базовый ресурсный дефицит.

Эта картина помогает объяснить и другие наблюдения: почему миграции некоторых видов проходят не вдоль водоёмов или пастбищ, а по узким "коридорам", совпадающим с повышенным содержанием натрия в почвах. Такие маршруты становятся своеобразными линиями выживания, от которых зависит состояние популяции.

Вмешательство человека: необходимость искусственных источников натрия

Многие природоохранные территории расположены в областях, где натрия очень мало. Заповедники, сафари-парки, охраняемые зоны часто оказываются "соляными пустынями". В таких условиях животные вынуждены перемещаться к человеческим поселениям, где находят натрий в неожиданных местах — на дорогах, в хозяйственных отходах или даже на одежде людей.

Чтобы предотвратить конфликт между людьми и животными, специалисты создают искусственные солонцы, бурят источники или специально солят участки. Такие меры помогают удерживать животных на безопасном расстоянии и поддерживать их здоровье. Но вмешательство человека может менять природные связи подобно тому, как изменение поведения хищников отражается в том, что львы используют два разных типа рева и развивают региональные акценты.

Исследование показывает, что управление экосистемами требует понимания минерального баланса, а не только учёта трав, деревьев или водных ресурсов. Доступность соли может влиять на структуру целых сообществ, и её роль долгое время недооценивали.

Сравнение: регионы с высоким и низким содержанием натрия

В районах, где соль присутствует в растительности в достаточном количестве, фиксируется высокая плотность крупных травоядных; в бедных на натрий зонах их почти нет.
Поведенческие стратегии животных различаются: в богатых регионах миграции короче, тогда как дефицит заставляет животных преодолевать большие расстояния.
В местах с низким содержанием натрия усиливаются конфликты с человеком, поскольку животные стремятся к хозяйственным территориям.
"Соляные коридоры" формируют предсказуемые маршруты миграций, тогда как в богатых регионах животные свободнее распределяются по пространству.
В экосистемах с достаточным натрием наблюдается более высокий уровень биоразнообразия среди крупных животных.

Плюсы и минусы учёта натрия в природоохранных стратегиях

Преимущества:

возможность прогнозировать численность и ареал крупных животных;
улучшение управления заповедниками и миграционными коридорами;
снижение конфликтов между людьми и дикой природой;
повышение качества экосистемного планирования;
объяснение давно наблюдаемых экологических парадоксов.

Ограничения:

карты натрия требуют постоянного обновления, поскольку зависят от климата и состояния почв;
сложно учитывать локальные поведенческие стратеги животных;
минеральный баланс — только один из факторов, влияющих на популяции;
создание искусственных солонцов не всегда безопасно для экосистем;
глобальные изменения климата могут изменять распределение натрия в растительности.