Поэт Уильям Блейк утверждал, что в одной песчинке можно увидеть целый мир. Биологи дополняют: по крохотному насекомому или млекопитающему можно определить экологическое состояние огромной территории. Подробности — в материале онлайн-журнала об энергетике «Энергия+».
Увидеть большое в малом
Здоровье человека можно оценить с помощью градусника и тонометра, а водоема — через пробы воды и грунта. В глухом лесу цвет коры деревьев и густота подлеска подскажут опытному леснику о происходящих природных изменениях на его участке. Однако как определить состояние тысячи гектаров тайги, населенной сотнями видов животных и растений?
На помощь ученым приходят биоиндикаторы: представители живой природы, занимающие наиболее важное место в экосистеме. Их поведение становится зеркалом окружающей среды, в котором отражаются даже самые тонкие изменения, передает онлайн-журнал об энергетике «Энергия+».
Не каждое существо становится живым индикатором. По словам кандидата биологических наук Алены Левых, для этого нужно соответствовать определенным требованиям.
«Такой вид должен быть хорошо опознаваем в природе, быть многочисленным и чувствительно реагировать на любые изменения среды. Он должен заметно отличаться от других видов по внутреннему и внешнему строению, чтобы исследователи не могли спутать или пропустить его во время наблюдений», — поясняет эксперт.
«Газпром нефть» организовала первую в России масштабную программу по изучению растительного и животного мира труднодоступных участков восточносибирской тайги. Она рассчитана на четыре года, и главная задача ученых — исследовать территории вблизи Чонской группы месторождений, собрать как можно больше данных о местах обитания и маршрутах миграции животных и птиц, распространении редких видов растений, свойствах грунтов, воздуха и воды. Эти сведения лягут в основу экологичных и безопасных методик проектирования промышленных объектов, дорог и зданий. Этим летом завершилась двухнедельная экспедиция, во время которой удалось детально изучить более 150 квадратных километров тайги в районе Тымпучиканского месторождения на границе Иркутской области и Якутии.
От мышей до стрекоз
Биоиндикаторами становятся самые разные существа — от микроводорослей и лишайников до птиц и млекопитающих. Чаще всего биологи и экологи смотрят не на какой-то отдельный вид, а на группу видов. Например, в экспедиции в Восточную Сибирь экологи «Газпром нефти» ориентировались на изучение мелких наземных млекопитающих — землероек-бурозубок и лесных полевок.
«Поскольку это мелкие зверьки, они чувствительны ко всем микробиотопическим изменениям. Кроме того, ни не только потребляют разные корма, но и сами являются едой для хищных зверей. Даже волки учат волчат охотиться именно на млекопитающих летом — на полевках. Это пища и для многих хищных птиц. Например, домовый сычик — маленькая сова — запасает на зиму до 80 тушек полевок», — говорит кандидат биологических наук, участник экспедиции «Газпром нефти» Алена Левых.
Состояние водоемов ученым помогали оценивать водные насекомые: поденки, веснянки, стрекозы, личинки комаров. По их видовому составу и относительной численности рассчитывалось качество воды. Из птиц на роль помощников выбрали белую трясогузку, глухаря, кедровку, крякву — постоянных обитателей тайги, которые регулярно появляются на разных участках.
«Поскольку это самые многочисленные виды, мы ожидаем встречать их каждый год, — продолжает Алена Левых. — Если, допустим, кряква в какой-то год выпадает из наблюдений, то стоит задуматься почему. Это наземно-гнездящийся вид, но он тесно связан с водоемами, как водоплавающая птица большую часть времени проводит на воде и может служить индикатором какого-то неблагополучия на водоемах или в прилегающей зоне».
Как математик экологам помог
Работа с видами-индикаторами — это наука с правилами и формулами. Например, показателем, по которому ученые узнают, как чувствует себя то или иное сообщество, служит индекс видового разнообразия Шеннона. Его автор Клод Шеннон — не биолог, а математик. Концепцию индекса он изначально предложил как меру неопределенности и хаотичности систем в теории информации.
В экологии этот принцип показывает, насколько богата и сбалансированна живая природа на конкретном участке. Чем больше видов и чем равномернее они встречаются, тем выше индекс и тем устойчивее экосистема.
«Важно не просто учесть каждый вид, представленный в регионе, но и оценить его относительную численность — в переводе на единицу площади или расстояния, скажем, на километр маршрута или на квадратный километр площади. Далее мы подставляем эти данные в специальную формулу — и получаем индекс видового разнообразия», — объясняет Алена Левых.
Помимо индекса Шеннона, используются и другие показатели: например, индекс редкости, который рассчитывается по количеству выявленных краснокнижных видов. В экспедиции ученым повстречались лилия кудреватая, остромордая лягушка, живородящая ящерица, садовая камышовка и другие редкие животные и растения. Все эти индикаторы также помогут понять, что происходит с тайгой и как с ней бережно обращаться.
Ранее NEFT писала, как помочь планете сохранить пресную воду, не выходя из дома. Каждый из нас может повлиять на решение водного кризиса.
