Суслики восстановили экосистему после вулканического извержения.

Вулканический пепел, лавовые потоки и селевые потоки способны кардинально изменить ландшафт — превратить его в «безжизненную пустошь», разрушая экосистему. Например, пепел затеняет растительность, что затрудняет рост новых растений, в результате травоядные животные не могут найти достаточное количество пищи и вынуждены искать новые места обитания.

Кроме того, вулканические извержения оказывают влияние на климат. С одной стороны, вулканы выбрасывают в атмосферу диоксид серы (SO2) — химический элемент, способствующий образованию сульфатных аэрозолей, которые рассеивают радиацию и в краткосрочной перспективе (до нескольких лет) охлаждают атмосферу и поверхность Земли. С другой стороны, они влияют на объем осадков даже в удаленных от извержений регионах, что затрагивает не только природу, но и человека, например, в сельском хозяйстве.

Кроме того, катаклизмы воздействуют на почву, в частности — на почвенные микроорганизмы, выполняющие санитарные функции: образуют гумус (органическое вещество, содержащее необходимые питательные вещества для высших растений), высвобождают питательные вещества для растений и удерживают влагу в почве. Во время извержений эти микроорганизмы могут погибнуть и прекратить свое размножение.

Таким образом, вулканические извержения затрудняют рост растений, нарушают микрофлору почвы и круговорот питательных веществ, что негативно сказывается на восстановлении экосистем. Это может занять сотни лет, в зависимости от силы извержения и состояния окружающей территории. Например, для восстановления леса до прежнего состояния потребуется три века.

Ученые давно ищут способы, которые позволят восстанавливать ландшафт после катастрофы достаточно быстро, всего за годы или несколько десятилетий. Кажется, это удалось команде микробиологов и экологов из США под руководством Мии Мальц (Mia Maltz) из Коннектикутского университета.

Специалисты провели эксперимент и обнаружили неожиданного союзника в борьбе за восстановление экосистемы. Им оказался кротовидный, или северный, гофер (Thomomys talpoides) — маленький суслик, обитающий на западе США и в некоторых канадских провинциях.

В 1980 году на северо-западе США произошло извержение вулкана Сент-Хеленс. В результате этого катаклизма погибли люди, множество птиц и млекопитающих, а площадь около 600 квадратных километров превратилась в «лунный ландшафт».

Через два года после катастрофы в один из пострадавших районов — на участки горы Святой Елены, покрытые мертвым пемзой — исследователи доставили на вертолете сусликов и разместили их в специальных вольерах на территории, где ранее был лес. Микробиологи хотели выяснить, сыграет ли это животное важную роль в быстром восстановлении жизни на склонах опустошенной горы.

Почему именно суслики? Эти животные известны тем, что роют норы, которые затем используют как гнезда и укрытия, а во время рытья они выбрасывают на поверхность почвы материал, обогащенный питательными веществами.

Ученые предположили, что такая деятельность сусликов будет способствовать смешиванию почвенных слоев, возвращая на поверхность полезные микроорганизмы, погребенные под вулканическим пеплом. Это, в свою очередь, поможет появлению новых растений.

Более чем через четыре десятилетия Мальц и ее коллеги исследовали микрофлору и химический состав почвы в вольерах сусликов, а также провели аналогичные исследования почвы на близлежащих пострадавших участках, куда сусликов не отправляли. Кроме того, микробиологи изучили почву в других районах, которые не так сильно пострадали от извержения 1980 года, а именно — на равнинах, где ранее находились старовозрастные леса и вырубленные до катастрофы участки.

Ученые выяснили, что почвы из разных мест существенно различаются. Например, почва, подвергшаяся воздействию сусликов, содержала большее разнообразие микроорганизмов, чем участки, где раньше находились старовозрастные леса.

Конкретно в первом случае наблюдался рост микоризных грибов, которые поселяются на корнях растений и образуют с ними симбиотические отношения. В результате фотосинтеза растения накапливают углеводы в корнях и начинают делиться ими с грибницей (мицелий), то есть подкармливать ее. В свою очередь, грибы обвивают корни кольцом, и через них растения получают питательные вещества и воду. Кроме того, грибы перерабатывают полезные вещества, выделяя необходимые ферменты.

Деятельность сусликов под землей способствовала распространению спор и мицелия, создавая благоприятные условия для укоренения и роста растений на бесплодной почве.

Следует отметить, что на тех участках ландшафта, куда ученые завезли сусликов, активный рост растительности наблюдался уже через шесть лет после начала эксперимента. За это время там появилось десятки тысяч растений. Пострадавшие районы, куда животных не завезли, остаются почти пустынными.

Авторы исследования, опубликованного в журнале Frontiers in Microbiomes, отметили, что аналогичный подход может быть использован для восстановления лесов после пожаров или вырубки. По мнению ученых, 40 лет на восстановление растительности — это мгновение по сравнению с несколькими веками, необходимых для появления нового леса.