Изменение климата снижает питательность растений, что вредит травоядным

Более трети животных на Земле – от жуков до слонов – зависят от растительной диеты. Это низкокалорийная пища, поэтому требуется ее большое количество, чтобы получить достаточно энергии для удовлетворения своих потребностей. Сегодня изменение климата еще больше снижает пищевую ценность некоторых продуктов, от которых зависят травоядные.

Человеческая деятельность увеличивает уровень углекислого газа в атмосфере и повышает глобальную температуру. В результате многие растения растут быстрее. Некоторые исследования показывают, что зелень на Земле может частично компенсировать рост выбросов парниковых газов за счет накопления большего количества углерода. Однако при быстром росте растения теряют питательную ценность.

Эллен Велти, экологиня из Смитсоновского института, исследует, как разбавление питательных веществ может повлиять на виды в пищевой цепи. Ее группа фокусируемся на реакциях в популяциях, питающихся растениями, от крошечных кузнечиков до гигантских панд.

«Мы считаем, что долгосрочные изменения в питательной ценности растений могут быть недооцененной причиной сокращения популяций животных. Эти изменения в растениях не очевидны визуально, как повышение уровня моря. Они также не являются внезапными и неизбежными, как ураганы или волны тепла. Но они могут иметь важные последствия с течением времени», – говорит Эллен Велти.

Растительноядным животным может потребоваться больше времени для поиска и потребления пищи, если их обычная еда становится менее питательной. Это подвергает их большему риску со стороны хищников и другим стрессам. Снижение пищевой ценности также может сделать животных менее приспособленными, сократив их способность расти, размножаться и выживать.

Исследования уже показали, что изменение климата приводит к разбавлению питательных веществ в продовольственных культурах человека. Снижение содержания микроэлементов, которые играют важную роль в росте и здоровье, вызывает особую озабоченность: записи о питательной ценности культур выявили снижение содержания меди, магния, железа и цинка.

Как ожидается, дефицит железа, цинка и белка у людей увеличится в ближайшие десятилетия из-за повышения уровня углекислого газа. Эта нехватка окажет широкое влияние на здоровье человека и даже на выживание, причем наиболее сильное влияние будет оказано на группы населения, которые в значительной степени зависят от риса и пшеницы, например, в Восточной и Центральной Азии.

Питательная ценность кормов для скота также снижается. Крупный рогатый скот тратит много времени на еду и часто испытывает трудности с поиском достаточного количества белка для удовлетворения своих потребностей. Концентрация белка падает в травах на пастбищах по всему миру. Эта тенденция угрожает как скоту, так и скотоводам, так как сокращается прирост веса животных, что дорого обходится производителям.

Разбавление питательных веществ влияет и на дикие виды.

Гигантские панды – вид, находящийся под угрозой исчезновения и имеющий большую культурную ценность. Поскольку они размножаются с низкой скоростью и нуждаются в больших, связанных полосах бамбука в качестве среды обитания. Панды могут исчезнуть из-за преобразования земель для сельского хозяйства и развития. Кроме того, они являются буквально животными-плакатами, информирующими об угрозе разбавления питательных веществ.

Большая панда считается «зонтичным видом». Это означает, что сохранение среды обитания панды приносит пользу многим другим животным и растениям, которые также живут в бамбуковых рощах. Известно, что большие панды полностью зависят от бамбука и проводят большую часть своего дня, поедая его. Повышение температуры снижает пищевую ценность бамбука и в итоге затрудняет выживание растения.

Насекомые являются важными членами сети жизни, которые опыляют многие цветковые растения, служат источником пищи для птиц и животных и выполняют другие важные экологические услуги. Во всем мире многие виды насекомых сокращаются в развитых районах, где их среда обитания была преобразована в фермы или города, а также в природных зонах.

Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что в зонах, в меньшей степени затронутых деятельностью человека, изменения в химии растений могут играть определенную роль в снижении численности видов. Многие насекомые питаются растениями и на них тоже влияет снижение питательной ценности растений. Эксперименты показали, что при повышении уровня углекислого газа популяция насекомых сокращается, по крайней мере, отчасти из-за более низкого качества пищевых поставок.

Однако не все виды насекомых сокращаются, и не все питающиеся растениями насекомые одинаково реагируют на разбавление питательных веществ. Насекомые, которые жуют листья, такие как кузнечики и гусеницы, страдают от самых негативных последствий, включая снижение репродуктивности и меньшие размеры тела.

Напротив, саранча предпочитает богатые углеродом растения, поэтому повышение уровня углекислого газа может привести к увеличению нашествий саранчи. Некоторые насекомые, включая тлю и цикад, питаются флоэмой – живой тканью внутри растений, которая переносит пищу, вырабатываемую листьями, в другие части растения, – и также могут извлекать пользу из богатых углеродом растений.

Снижение качества растительной пищи скорее всего затронет места, где питательных веществ уже не хватает, и животные борются за удовлетворение своих потребностей в питании. К таким зонам относятся древние почвы Австралии, а также тропические районы, такие как бассейны Амазонки и Конго. Разбавление питательных веществ также является проблемой в открытом океане, где быстро нагревающиеся воды снижают содержание питательных веществ в гигантских морских водорослях.

Определенные типы животных, питающихся растениями, вероятно, столкнутся с большим снижением численности, поскольку им нужна более качественная пища. Грызуны, кролики, коалы, лошади, носороги и слоны – все это ферментеры заднего отдела кишечника, животные с простыми однокамерными желудками, которые полагаются на микробов в своем кишечнике для извлечения питательных веществ из богатой клетчаткой пищи. Этим видам нужна более богатая питательными веществами пища, чем жвачным животным – травоядным, таким как крупный рогатый скот, овцы, козы и бизоны, с четырехкамерными желудками, которые переваривают пищу поэтапно.

Более мелкие животные также обычно нуждаются в более богатой питательными веществами пище, чем более крупные, потому что у них более быстрый метаболизм и они потребляют больше энергии на единицу массы тела. Более мелкие животные также имеют более короткий кишечник, поэтому они не могут так же легко извлекать все питательные вещества из пищи.

В долгосрочной перспективе важно понять, как разбавление питательных веществ изменяет целые пищевые цепи, включая сдвиги в видах и признаках растений, воздействие на другие группы животных, такие как хищники, и изменения во взаимодействии видов. Изменения в питательной ценности растений в результате повышения уровня углекислого газа могут иметь далеко идущие последствия для всех экосистем.

Поддержать развитие блога можно на Boosty по ссылке.