Большая трофическая разнообразность сообществ почвенных животных при сельскохозяйственном использовании земель и в тропическом климате

Почему имеет значение жизнь под нашими ногами

Большинство из нас оценивают леса, поля и фермы по тому, что видно — деревья, культуры и наземные животные. Но под нашими ногами скрыт огромный мир крошечных существ, которые тихо перерабатывают мёртвый материал, высвобождают питательные вещества для растений и помогают контролировать вредителей. В этом исследовании поставлен на вид казалось бы простой вопрос: как «меню» и поведение в питании этих почвенных животных меняются по всему миру и при разных типах землепользования — от лесов до сельхозугодий и от прохладных умеренных зон до тропиков? Ответ помогает понять, насколько устойчивыми могут быть наши экосистемы перед лицом расширения сельского хозяйства и потепления климата.

Подземная столовая

Почва — одна из самых разнообразных сред на Земле: в ней обитают микроскопические черви и клещи, жуки, многоножки и дождевые черви. Эти существа формируют сложные пищевые сети: одни питаются опавшими листьями и корнями, другие — бактериями и грибами, третьи — являются хищниками. Вместо того чтобы отслеживать каждую съеденную порцию, исследователи применили метод химического «отпечатка», измеряя естественные формы углерода и азота в телах более чем 17 000 почвенных животных с 456 участков в 19 странах. Разброс этих «отпечатков» показывает, сколько различных источников пищи используется и сколько звеньев в пищевой цепи — вместе это мера «трофического разнообразия», то есть насколько разнообразны пищевые роли в сообществе.

Разные роли в почвенной «рабочей силе»

Команда сгруппировала почвенных животных по широким «профессиям»: детритофаги, перерабаатывающие мёртвую растительную массу; микробофаги, питающиеся микроорганизмами; растительноядные, поедающие живые корни; хищники, охотящиеся на других животных; и всеядные, смешанные кормушки, использующие разные источники. Они выявили, что микробофаги обладают, в среднем, самым широким диапазоном пищевых ролей. Их небольшие размеры позволяют им перемещаться по тонким порам почвы и использовать множество разных микробных сообществ, каждое со своим химическим «подписью». Напротив, более крупные детритофаги и хищники чаще демонстрировали схожие диеты друг с другом, что указывает на общее потребление одних и тех же добыч и источников пищи и, следовательно, более перекрывающиеся ниши в подземной пищевой сети.

Фермы и тропики: больше разнообразия в меню

Расхожее мнение гласит, что интенсивное землепользование и утрата биоразнообразия идут рука об руку. Поразительно, но в этом исследовании обнаружилось, что хотя на фермах часто обитает меньше видов в целом, оставшиеся почвенные животные демонстрируют большее трофическое разнообразие, чем в близлежащих лесах — в среднем примерно на треть. Аналогично, сообщества в тропических регионах показывали около 40 процентов более высокое трофическое разнообразие по сравнению с умеренными зонами. В обоих случаях ограниченные и фрагментарные ресурсы, по-видимому, заставляют почвенных животных расширять и дифференцировать свои диеты, используя более широкий набор источников пищи и занимая более различные позиции в пищевой сети.

Как среда формирует подземный выбор

Чтобы понять, почему меняется трофическое разнообразие, исследователи изучали климат, почву и растительность на каждом участке. Более тёплый и влажный климат с выраженными сезонными колебаниями, характерный для многих тропических регионов, был тесно связан с более широким спектром пищевых ролей. В таких условиях низкокачественный опад и бедные питательными веществами почвы означают, что богатая энергией пища встречается редко, и жёсткая конкуренция заставляет виды специализироваться на разных ресурсах. Напротив, там, где продуктивность растений и содержание органического вещества в почве высоки и более однородны — условия, близкие к многим лесам — животные могут позволить себе быть «придирчивыми генералистами», концентрируясь на самых богатых источниках пищи и тем самым снижая общее разнообразие пищевых стратегий.

Что это означает в меняющемся мире

Результаты указывают на то, что по мере расширения сельского хозяйства и потепления климата сообщества почвенных животных могут реагировать расширением своих пищевых опций и перестановкой того, кто кого ест. Эта гибкость может помочь поддерживать ключевые процессы — такие как разложение и циклирование питательных веществ — даже при исчезновении некоторых чувствительных видов. В частности, микробофаги могут играть непропорционально большую роль, используя недоиспользуемые ресурсы и поддерживая поток питательных веществ. Однако сдвиг в сторону меньшего набора приспособляемых генералистов за счёт специализированных видов может иметь долгосрочные издержки для биоразнообразия и устойчивости экосистемы. Понимание этой скрытой реструктуризации подземных диет будет важно для разработки сельскохозяйственных и земельных практик, которые защищают не только количество видов в почве, но и множество способов, которыми они поддерживают функционирование экосистем.

Цитирование: Zhou, Z., Eisenhauer, N., Barnes, A.D. et al. Greater trophic diversity of soil animal communities under agricultural land use and tropical climate. Nat Ecol Evol 10, 700–711 (2026). https://doi.org/10.1038/s41559-026-03014-4

Ключевые слова: почвенные пищевые сети, трофическое разнообразие, сельскохозяйственные экосистемы, тропические почвы, круговорот питательных веществ