Мета-штрихкодирование ДНК позволило выявить раздельные пищевые ниши крупных африканских травоядных
DNA metabarcoding illuminates dietary niche partitioning by African large herbivores. Tyler R. Kartzinel, Patricia A. Chen, Tyler C. Coverdale, David L. Erickson, W. John Kress, Maria L. Kuzmina, Daniel I. Rubenstein, Wei Wang, Robert M. Pringle. PNAS. 2015. Vol. 112. No 26. Р. 8019–8024.
Стратегия нишевого разделения позволяет различным видам животных успешно сосуществовать в условиях ограниченных пищевых ресурсов, что является одним из факторов, обеспечивающих биоразнообразие. Десятилетиями биологи пытались понять, каким образом сообщества крупных травоядных млекопитающих (large mammalian herbivores, LMH) делят между собой пищевые ресурсы общей территории. Было обнаружено несколько взаимодополняющих механизмов: раздельное потребление травянистых и нетравянистых растений, а также пространственно-временная стратификация, заключающаяся в использовании в пищу различных частей одного и того же растения. Однако традиционные методы не позволяли провести детальную идентификацию структурного разделения растительной пищи между различными видами травоядных животных. С помощью нового метода мета-штрихкодирования ДНК (метабаркодинга) материала фекалий, авторы провели оценку широты, состава и частичного совпадения диет для 7 главных видов LMH (6 диких и 1 домашнего), совместно обитающих в семиаридной зоне африканских саванн. Исследования проводились на территории исследовательского центра Мпала в Кении. Среди изученных видов были как пастбищные, питающиеся исключительно травой, животные (два вида зебр, африканский буйвол и зебу), так и те, которые предпочитают листья и побеги молодых деревьев и кустарников (слон, антилопа дик-дик и антилопа импала). Доля травы в рационе каждого вида оценивалась с помощью специального коэффициента средней последовательности RRA (relative read abundance), составляющего от > 99% для зебр до < 1% для антилопы дик-дик. Результаты оценки с помощью RRA хорошо коррелируют с выводами, сделанными на основе изотопных методов, что говорит о высокой достоверности данного коэффициента. Наибольшее совпадение диет наблюдалось между видами, близкими по размеру тела и доле потребления травянистых растений. Тем не менее, для каждого из 7 изученных видов, даже для двух видов пастбищных животных, совпадающих по размеру, физиологии пищеварительной системы и ареалам обитания, выявлены свои собственные пищевые ниши. Так, слоны и антилопы питаются растениями, относящимися к семейству бобовых, а зебры – различными злаками. Были отмечены и более тонкие различия: например, антилопа дик-дик гораздо чаще, чем антилопа импала, употребляет в пищу растения семейства мальвовых, кроме того, дик-дики употребляют в пищу гораздо больше видов растений, чем другие изученные травоядные. Еще один пример: зебра Греви и саванная зебра в общей сложности используют в пищу 45 видов растений, однако 15 из них поедаются только одной из двух зебр (10 – зеброй Греви, 5 – саванной зеброй). Такое тонкое таксонометрическое пищевое разделение показывает, что классификации на основе общих трофических схем могут служить причиной ошибочных выводов, касающихся аспектов конкуренции и сосуществования сообществ LMH на одной и той же ограниченной территории, а также то, что биоразнообразие LMH более тесно связано с особенностями флоры ареалов их обитания, чем считалось до сих пор.
В.В. Стрекопытов