28.10.2016

Арктические хищники способны переключаться на альтернативные источники питания

Во многих регионах Арктики глобальное потепление привело к нарушению циклов численности мелких грызунов (леммингов и полевок) - ключевых видов тундровых экосистем, от которых зависит динамика популяций хищников. Ученые из Германии и России в течение шести лет изучали диету и репродуктивный успех песца, лисицы и зимняка - специализированных охотников на грызунов - на острове Колгуев, где грызуны отсутствуют. Исследование показало, что все три хищника успешно переключились на питание гусями - самым обильным пищевым ресурсом на острове; причем для зимняка такая ситуация описана впервые. Изучение регионов, где грызуны полностью отсутствуют, поможет понять, какое будущее ждет арктические сообщества.

Песец и зимняк, или мохноногий канюк, - арктические хищники с циркумполярным ареалом обитания. Плотность их популяций и репродуктивный успех зависят от обилия мелких грызунов - их основного пищевого ресурса. Однако песец довольно стабильно существует на островах, где нет грызунов (Шпицберген, остров Медный), питаясь выбросами моря, морскими птицами, находя пищу на лежбищах морских млекопитающих и т. д. Кроме того, на север активно проникает рыжая лисица, в некоторых местах грозя вытеснить песца, в других — мирно с ним сосуществуя.

Остров Колгуев, расположенный в зоне тундр, уникален не только полным отсутствием грызунов, но и самой высокой в мире численностью гусей (H. Kruckenberg et al., 2012. Kolguev — Island of geese). На острове обитает белолобый гусь (Anser albifrons) - его численность около 400 000–600 000 особей, гуменник (Anser fabalis) — около 170 000 особей, белощекая казарка (Branta leucopsis) - 30 000–60 000 особей (рис. 2). Помимо гусей здесь водятся белые куропатки (Lagopus lagopus), различные виды уток, куликов, чайковых и воробьинообразных, а также есть стадо полудомашних северных оленей.

Зоологические исследования острова начались в 1894 году, но были нерегулярны и недостаточны. Песец и лисица были отмечены на Колгуеве с начала исследований островной фауны. Зимняков же ученые встретили только в 1994 году, а первые их гнезда были найдены в 1997 году. До 2006 года не было никаких данных о плотности популяции и репродуктивном успехе этих видов. Поэтому исследование ученых было посвящено оценке плотности популяции животных (число размножающихся пар на 100 км2 исследованной территории), продуктивности (среднее число щенков/птенцов в выводке, достигших возраста 35 дней), успеха гнездования зимняков (доля пар, вырастивших как минимум одного птенца, среди пар, в кладке которых было хотя бы одно яйцо), а также изучению питания этих видов (рис. 3). Исследования проводились в летнее время (с конца мая по конец августа).

Зимняк, или мохноногий канюк, на острове Колгуев

Зимняк - птица перелетная, и во время весенних миграций особи выбирают место для гнездования на той территории, где высока плотность грызунов. Если грызунов мало, птицы могут даже пропускать сезон размножения. Первые встречи зимняков на Колгуеве (1997-й, 2003 годы) пришлись на период исчезновения высокоамплитудных циклов численности грызунов в Европе. Возможно, именно недостаток их основного пищевого ресурса в ареале размножения привел к переселению части птиц на Колгуев, богатый иным источником пищи.

В настоящее время (2006–2016 годы) зимняки гнездятся на Колгуеве с относительно стабильной низкой плотностью (в среднем 2,6 пар на 100 км²). Подобная стабильность контрастирует с зависимостью популяций зимняков от плотности грызунов в регионах их совместного обитания. Плотность репродуктивных пар на Колгуеве - такая же, как в регионах с низкой плотностью мелких грызунов. При этом успех размножения этих птиц на острове очень высок, а выживаемость птенцов близка к максимальной для этого вида.

Высокий успех гнездования и высокая выживаемость птенцов отражают хорошие условия для размножения на Колгуеве. Птенцов зимняки выкармливают в основном гусятами, недостатка в которых нет (так как сезон размножения зимняков и гусей совпадает), а также куропатками (птенцами и взрослыми). Почему же тогда низка плотность зимняков? Авторы предполагают, что она может зависеть от плотности грызунов в материковой части тундры. Например, в 2008 году в Ненецком заповеднике грызуны были многочисленны и зимняков на Колгуеве гнездилось мало, то есть птицы оставались гнездиться на материке. Также восстановление циклов численности леммингов в северо-западной Европе после 2007 года могло приостановить увеличение численности гнездящихся на Колгуеве птиц.

Чтобы понять, насколько колгуевская популяция зависима от материковой, необходимо было выяснить пути миграции. Для этого в 2013-м и 2015 годах часть птиц была помечена спутниковыми передатчиками. За их перемещениями можно следить на сайте movebank.org. Отслеживание четырех взрослых самок показало, что зимняки постоянно гнездятся на острове и ежегодно возвращаются на свои прежние гнездовые территории.

Таким образом, пищевое поведение зимняка оказалось более пластично: он может адаптироваться к новым условиям среды и успешно размножаться в тундровых экосистемах без грызунов (как это уже было показано для песцов и лис), используя в качестве пищевого ресурса гусей и куропаток.

Песец на острове Колгуев

Песцы на острове Колгуев в летнее время также питаются главным образом гусями: добывают насиживающих самок, яйца, линных птиц. Зимой они переходят на питание выбросами моря (на побережье) и павшими северными оленями. В последних недостатка не наблюдалось, за период исследований в среднем в год погибало 400 оленей. Причем падеж происходил как раз зимой, из-за недостатка корма. Также, возможно, часть популяции песцов может мигрировать по льдам на материк и находить пищу там.

Численность песцов на Колгуеве составляет около 1000 особей (В. В. Ануфриев, 2012. Ресурсы охотничьих животных островов Колгуев и Вайгач). В 2006–2013 годах плотность размножающихся пар песцов варьировала от 1,7 до 9,6/100 км² (рис. 4).

Авторы связывают такую вариабельность, во-первых, с различными размерами исследованной территории в разные годы (в 2006 и 2012 годах она включала в себя дельту реки Песчанка, где расположена самая большая колония белощекой казарки на острове и плотность песцовых нор достаточно высока). Во-вторых - со сроками начала гнездования гусей. Дело в том, что гуси - основная добыча песцов в летнее время - прилетают на остров в первой половине мая, но в случае позднего наступления весны могут задерживаться. Для успешного размножения песцов очень важно, чтобы пора щенения совпадала с пиком гнездования гусей. В годы позднего прилета гусей (2007–2008 гг.) плотность размножающихся пар песцов была относительно низкой. Продуктивность песцов на острове такая же, как в регионах, где грызуны отсутствуют или малочисленны (в среднем по 5 щенков в выводке).

Диету зимняков изучали по анализу погадок, диету песцов и лисиц - по анализу поедей (остатков пищи в норе) и экскрементов (рис. 5). Основную долю питания зимняков составляют гуси (63% от всех пищевых остатков), на втором месте - белая куропатка (24%), на третьем - птицы отряда воробьинообразных (13%). Главной добычей песцов также являются гуси (84% от всех пищевых остатков), куропатки и олени дополняют диету (11% и 5% соответственно).

Рыжая лисица на острове Колгуев

Рыжая лисица появилась на острове, вероятно, с развитием оленеводства в конце XIX века. Численность ее была невелика и остается такой и сейчас (не более 100 пар на весь остров). За шесть лет исследований ученым удалось найти всего 16 нор, из которых только 4 были выводковыми. Плотность размножающихся пар достигала 0,67/100 км².

При этом лисицы на острове весьма пугливы: например, они могут перевести выводок в другую нору после ее посещения человеком. Поэтому число щенков удалось точно посчитать только в 2011 году - их было восемь. Однако обычно у лисиц на Колгуеве в выводке два–три щенка (В. В. Ануфриев, 2012. Ресурсы охотничьих животных островов Колгуев и Вайгач). Такая ситуация довольно необычна, так как во многих областях Арктики рыжая лисица активно распространяется на север, успешно конкурируя с песцом и даже притесняя его. Такое же, как на Колгуеве, стабильное сосуществование лисицы и песца наблюдается на канадском острове Байлот. В чем же его причины? Главный лимитирующий фактор для всех резидентных хищников Арктики — доступность пищи в зимний период. Лисица меньше приспособлена к холоду и голоду, чем песец, обитающий в таких условиях тысячи лет. Возможно также, этим животным тяжело находить пищу зимой, к тому же лисицы, как предполагают авторы, реже мигрируют с острова зимой, чем песцы.

Результаты исследования еще раз доказывают пластичность пищевого поведения зимняка и песца, которые несмотря на специализацию могут переключаться на альтернативные источники пищи - в частности, с грызунов на гусей. А продолжающийся рост численности гусей (в особенности белощеких казарок) создает предпосылки для дальнейшего успешного размножения этих хищников на Колгуеве.

Правда, зимой 2014-2015 гг. на острове погибло практически все многотысячное стадо северных оленей - важного пищевого ресурса для песцов и лисиц в холодное время года. Это (а также ранняя весна и связанный с ней ранний прилет гусей) привело к высокой плотности песцов летом 2015 года - 7,7 размножающихся пар на 100 км2. Но недостаток зимнего корма не может не отразиться на размножении песцов и лисиц, а на восстановление поголовья оленей может уйти немало лет. Поэтому дальнейшая судьба песцов и лисиц на острове неизвестна.

Источники:

1) Ivan Pokrovsky, Dorothee Ehrich, Rolf A. Ims, Alexander V. Kondratyev, Helmut Kruckenberg, Olga Kulikova, Julia Mihnevich, Liya Pokrovskaya, Alexander N. Shienok. Rough-Legged buzzards, arctic foxes and red foxes in a tundra ecosystem without rodents // PLOS ONE. 2015. DOI: dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0118740.

2) О. Я. Куликова, И. Г. Покровский. Успешное гнездование мохноногого канюка Buteo lagopus при отсутствии в тундре мелких млекопитающих // Русский орнитологический журнал. 2016.

3) Aleksandr A. Sokolov, Natalya A. Sokolova, Rolf A. Ims, Ludovic Brucker, Dorothee Ehrich. Emergent rainy winter warm spells may promote boreal predator expansion into the Arctic // Arctic. 2016. DOI: dx.doi.org/10.14430/arctic4559.

Юлия Михневич

Источники:

1. elementy.ru