Природа ведет себя странно, и ученые не знают, почему

Экологическая теория и опыт говорят нам, что растения на лугах и пастбищах по всей Дании должны разбрасывать более тяжелые семена. Но они делают прямо противоположное.

Природа начинает медленно меняться, если лугам и пастбищам позволить стать дикими без вмешательства человека или выпаса животных.

Например, сорняки мешают пасущимся коровам и овцам и вытаптывают почву. Однако сорнякам приходится тяжелее, если их не беспокоить, и тогда их место начинают занимать другие растения. Конкуренция за солнечный свет и хорошую почву возрастает.

Теоретически, когда конкуренция между растениями возрастает, преимущество обычно имеют растения, которые рассеивают тяжелые семена и дают большие и тонкие листья. Но реальность не следует за теорией. По крайней мере, не в датском понимании природы, что озадачивает Кристиана Фрелунда Дамгаарда, профессора кафедры экологических наук, стоящего за новыми открытиями.

«Тяжелые семена дают конкурентное преимущество в условиях, когда растения борются за ресурсы. Тяжелые семена загружаются в большой «ланч-бокс» и могут некоторое время оставаться в тени. С другой стороны, легкие семена погибают быстрее».

Тонкие листья будут иметь конкурентное преимущество, поскольку растения смогут заменять старые листья новыми, не потребляя при этом большого количества энергии. Новые листья будут лучше поглощать солнечные лучи.

Однако, когда Кристиан Фрелунд Дамгаард смотрит на данные природы, они рассказывают другую историю.

«Поскольку в этих областях усиливается конкуренция, размер семян также должен увеличиваться, а листья должны становиться тоньше. Но происходит обратное — и я просто не могу понять, почему».

Было изучено 236 датских природных территорий.

Хотя Кристиан Фрелунд Дамгаард — биолог, он в основном работает со статистикой и большими наборами данных. Именно это он и сделал, когда обнаружил, что природа ведет себя не так, как предсказывали учебники.

Собрав данные из 8859 образцов, собранных с 236 различных лугов и пастбищ Дании, он начал видеть некоторые четкие тенденции: стало меньше сорняков, но также и меньше растений с крупными семенами и тонкими листьями.

Гашиш Классифицировать снижается. Это может быть связано с отсутствием пастбищ на этих территориях. Но это также означает, что растений, разбрасывающих тяжелые семена, должно быть много. Но это не так. То же самое касается растений с тонкими листьями, хотя это должно быть естественным развитием.

«Это загадка. Здесь происходит что-то, чего мы не понимаем».

Узнайте больше, воткнув палку в землю

Большой объем данных, использованных в исследовании, взят из отчетов NOVANA. NOVANA является аббревиатурой датского названия Det Nationale Program for Overvågning af VAndmiljøet og NAturenthe Nation (Национальная программа мониторинга водной среды и природы). Ежегодно Датское агентство по охране окружающей среды публикует отчет NOVANA о состоянии природы в Дании.

Отчет основан на более чем 250 000 наборах данных на более чем 35 000 станциях по всей Дании. На некоторых участках пробы отбираются 24 раза в год, а другие посещаются только раз в пять лет.

Данные, использованные Кристианом Фрелундом Дамгаардом в отчетах, представляют собой данные охвата, собранные с использованием точного метода. Точный метод предполагает, что исследователь втыкает палку в растительность и записывает, сколько раз палка касается разных растений. Это повторяется в нескольких точках территории, чтобы получить репрезентативную выборку растений, растущих там.

Экосистемы очень сложно понять

Может показаться странным, что исследователь затрудняется объяснить, что происходит. Но это подчеркивает, насколько на самом деле сложна природа, как объясняет Кристиан Фрелунд Дамгаард.

«Есть много вещей, которые мы не понимаем в экосистемах. Они невероятно сложны. Кажется, что природа меняется очень медленно, и для этого может быть много причин.

Кристиан Фрелунд Дамгаард не верит, что существует только одно объяснение тому, почему природа меняется и ведет себя совершенно противоположным образом, как предсказывает теория.

«Причин может быть много разных. Климат меняется. Мы получаем больше осадков. Число экологических ниш увеличивается. На территориях может быть меньше выпаса скота и меньше азота, чем раньше. Все это способствует изменению видового состава».

Но, возможно, мы сможем найти объяснение тому, почему растения ведут себя таким образом. Он заключает, что потребуется всего несколько манипуляционных экспериментов, чтобы проверить различные возможные объяснения поведения природы.

Ссылки: Кристиан Дамгаард, «Сокращение количества крупносемянных видов на лугах Дании за восьмилетний период», 26 декабря 2023 г., Вегетарианство.
doi: 10.1016/j.flora.2023.152446

«Выбор против зверств на датских лугах на протяжении восьми лет», Кристиан Дамгаард, 13 октября 2022 г., Экологическая информатика.
doi: 10.1016/j.ecoinf.2022.101864

«Сигнальное снижение мягколиственного растительного покрова на лугах Дании за восьмилетний период», Кристиан Дамгаард, 4 января 2021 г., Журнал наук о растительности.
дои: 10.1111/jvs.12982