Экосистемы степного типа характеризуются высокой продуктивностью и могут обеспечить кормом миллионные стада крупных травоядных животных. Высокую продуктивность обеспечивает быстрый обмен биогенными элементами между продуцентами (в основном различными злаками) и консументами (травоядными животными). Этот обмен в свою очередь обеспечивают так называемые редуценты (грибы и бактерии разлагающие отмершие части растений и животных до простых минеральных веществ) и детритофаги – мелкие беспозвоночные, пережевывающие растительный опад (детрит). Одними из таких детритофагов являются жуки-навозники.
Клеточные стенки растений выстроены из сложных полимерных молекул целлюлозы и лигнина, которые не усваиваются высшими животными. За разложение целлюлозы в природе отвечают бактерии и грибы, которые имеют специальные ферменты «целлюлазы». Эти ферменты являются веществами наружного действия, поэтому скорость разложения растительного опада напрямую зависит от площади соприкосновения бактерий с детритом. В процессе многократного пережевывания опада детритофагами растительные остатки становятся мельче и процесс разложения ускоряется.
В природе все звенья этой сложной системы работают как часы. Когда в эту работу вмешивается человек, как правило, что-то упускается из виду и начинаются проблемы. Рассмотрим два наиболее показательных примера из этой области.
Плейстоценовый парк
Как мы сегодня понимаем, во времена нескольких последних ледниковых периодов (геологическая эпоха плейстоцена, начавшаяся примерно 2,5 млн. лет назад и закончившаяся 11,7 тыс. лет назад.) на Земле преобладали экосистемы степного (пастбищного) типа, наподобие современной африканской саванны. Эти экосистемы были настолько продуктивны, что давали достаточно корма для так называемой мегафауны – гигантских ленивцев, носорогов, мамонтов, большерогих оленей, гиен, пещерных львов и т.д.
Так случилось, что одновременно с появлением первобытных человеческих обществ на определенной территории, представители мегафауны стали стремительно вымирать. Сейчас нельзя однозначно утверждать, что именно древние охотники выбили всю фауну под корень. Тем не менее, исчезновение крупных травоядных животных в районе 14-11 тыс. лет назад привело к тому, что в степных экосистемах стал накапливаться непереработанный растительный опад (войлок). В особенности ярко этот процесс проявился в высоких широтах Северной Евразии. Круговорот биогенных элементов замедлился и некогда пышные пастбища всего за несколько столетий покрылись мхами, вечнозелеными кустарниками и лиственницей, превратившись в лесотундровые и болотисто-тундровые местообитания.
Исходя из этих соображений, российские ученые задумали и реализуют масштабный эксперимент по возврату продуктивных пастбищных экосистем плейстоценовой эпохи. На северо-востоке Якутии создан заказник «плейстоценовый парк». Значительная территория заказника огорожена забором, где за неимением мамонтов, шерстистых носорогов и большерогих оленей пасутся завезенные якутские лошади, северные олени, лоси, овцы, овцебыки, яки, зубры, верблюды и маралы.
Ожидается, что воссоздание экосистемы пастбищного типа будет способствовать борьбе с потеплением климата и даст положительный экономический эффект для региона. Уже сегодня отмечается положительная динамика продуктивности экосистемы внутри загона. В будущем планируется увеличение огороженной территории, завоз хищников и навозных жуков. Оказалось, что маленький навозный жук в экосистеме пастбищного типа играет такую же важную роль, как и огромный овцебык.
Навозные жуки-эдификаторы
Первыми колонистами примерно 200 лет назад в Австралию были завезены несколько коров. В первой половине прошлого века поголовье австралийских коров достигло отметки в 30 млн. Где-то в этом промежутке случилась неприятная история. Оказалось, что коровий навоз плохо разлагается в условиях Австралии. На свежем навозе поселяется великое множество паразитов и мух, из-за обилия которых в некоторых районах до 1950-х годов были запрещены кафе с открытыми площадками для посетителей.
Аборигенные навозные жуки, в чью работу входит утилизация навоза, приспособлены к поеданию жесткого и сухого навоза сумчатых млекопитающих, типа кенгуру. Иметь дело с влажным коровьим навозом австралийские жуки-навозники сразу отказались. Пришлось завозить африканских и испанских жуков. За 20 лет с 1965 по 1985 годы было завезено около 50 видов различных жуков-навозников, из которых половина прижилась. Задачей этого проекта была борьба с мухами, докучавшими австралийцам, а также борьба с паразитами домашнего скота. Жуки-навозники расправляются со свежим навозом в течение 48 часов, попутно уничтожая яйца и личинки мух, паразитических червей и т.п. вредных для скота и человека насекомых.
Уже спустя время ученые отметили, что в тех местах, где выпускались жуки, продуктивность растительных сообществ повысилась на 30 % в пересчете на сухую массу. Поначалу это стало приятным побочным бонусом, но сейчас никто не сомневается в необходимости жуков, как неотъемлемого элемента пастбищных экосистем.
Новый этап акклиматизации полезных жуков в Австралии начался в 2018 году и рассчитан до 2022 года. Этот проект получил название «Навозные жуки-эдификаторы». Эдификаторами в экологии называют виды, которые своей жизнедеятельностью преобразовывают окружающую среду, делая ее пригодной для обитания большего числа живых организмов, чем в отсутствие деятельности таких видов.
Таким образом, долгим путем проб и ошибок люди признали большую роль этих маленьких жучков в конструировании пастбищных экосистем.
