W ciągu ostatnich pięciu lat doniesienia o oszałamiającym spadku liczebności owadów podsyciły niepokój i debatę na temat losu „małych rzeczy, które rządzą światem”, jak nazwał je kiedyś biolog E. O. Wilson. Jeśli chodzi o to, jak i dlaczego te spadki, to głównymi winowajcami są: niszczenie siedlisk, szalone stosowanie pestycydów i zmiany klimatyczne.
Ale nowe badania opublikowane 30 marca w Biology Letters dodają nieoczekiwanego podejrzanego, przynajmniej dla dużego obszaru Ameryki Północnej: dżdżownicę. Badanie dotyczyło 60 powierzchni w lesie osikowym i topolowym w Albercie w Kanadzie i wykazało, że w miarę jak wzrastała liczba dżdżownic wijących się w glebie i ściółce, zmniejszała się różnorodność i liczebność bezkręgowców na powierzchni ziemi.
Wyniki te mogą brzmieć zaskakująco, ponieważ dżdżownice są powszechnie uważane za pomocnych mieszkańców ogrodu. Dżdżownice zyskały swoją reputację dzięki temu, że napowietrzają i mieszają glebę swoimi norami oraz uwalniają zamknięte w swoich odchodach składniki odżywcze, co może pomóc niektórym roślinom w rozwoju. Ale to nowe badanie jest częścią rosnącej liczby badań sugerujących, że przynajmniej w lasach północnej Ameryki Północnej dżdżownice mogą nie być oślizgłymi aniołami podziemnego świata, za które zwykle je uważamy.
„Kiedy ludzie mówią o spadku liczebności owadów, rzadko mówią o glebie”, mówi Nico Eisenhauer, ekolog z Uniwersytetu w Lipsku w Niemczech i jeden z autorów nowego badania. „Wiele z owadów i bezkręgowców, których liczebność spada, ma fazy życia w glebie. To, czego teraz nie widzisz latającego wokół, najpierw zniknęło z gleby, a dżdżownice mogą zasadniczo zmienić warunki glebowe.”
Podziemni najeźdźcy
Inżynieria podziemna dżdżownic nie stanowi problemu w ich rodzimych ekosystemach, ale w północnej części Ameryki Północnej lodowce ostatniej epoki lodowcowej wymazały praktycznie wszystkie żyjące w glebie dżdżownice ponad 10 000 lat temu. Lodowce pokryły prawie całą Kanadę, większość północno-wschodnich Stanów Zjednoczonych i dużą część środkowego zachodu. Gdy lód ustąpił, lasy powróciły, ale robaki nie, ponieważ mogą zwiększyć swój zasięg tylko o około 30 stóp rocznie. Te północne ekosystemy ewoluowały przez tysiąclecia przy braku dżdżownic.
Bez dżdżownic chrupiących opadłe liście i mieszających glebę, lasy te gromadziły grube warstwy ściółki liściowej, która stała się podporą dla szerokiej gamy zwierząt, grzybów i roślin. Eisenhauer mówi, że nawet nienaukowcy mogą docenić różnicę.
„Chodząc po lasach, które nie zostały zaatakowane przez dżdżownice, czujesz, że ziemia jest puszysta pod stopami”, mówi Eisenhauer. „To dlatego, że chodzisz po dywanie z gęstej materii organicznej, która tworzyła się przez tysiące lat”.
Ale w ciągu ostatnich kilkuset lat ludzie celowo i nieumyślnie ponownie wprowadzili dżdżownice na wiele z tych ziem. Były to głównie europejskie dżdżownice przywiezione celowo przez osadników lub nieumyślnie w przesyłkach, roślinach, zwierzętach gospodarskich lub balastach statków (często gleba lub skały były używane jako przeciwwagi w statkach towarowych). Obecnie introdukcje pochodzą z przynęt rybackich, importowanej gleby i roślin, a nawet z podeszew butów turystycznych i opon rowerów górskich, które mogą zatrzymywać maleńkie kokonowe jaja robaków.
Wcześniejsze badania wykazały, że w północnej Ameryce Północnej wprowadzenie nierodzimych dżdżownic może zmniejszyć różnorodność roślin, w tym niektórych gatunków dzikich orchidei. Kilka badań wykazało również negatywny wpływ na niektóre ptaki gniazdujące na ziemi, a nawet niektóre salamandry, które spędzają czas w warstwie ściółki liściowej, którą inwazyjne dżdżownice zazwyczaj pożerają.
Nieustanne drążenie tuneli, żerowanie i robienie kupy przez robaki zmienia fizyczne, chemiczne i biologiczne właściwości gleby, zmieniając układ ekologiczny w sposób, z którym rodzime gatunki nie zawsze są w stanie sobie poradzić.
Od podstaw
Niewiele badań dotyczyło jednak wpływu dżdżownic na nadziemne stawonogi.
Aby to zbadać, Eisenhauer i Malte Jochum, postdoc w laboratorium Eisenhauera i główny autor pracy, przeprowadzili badania biologiczne w lasach otaczających zbiornik zwany Barrier Lake około 40 mil na zachód od Calgary w Kanadzie latem 2019 roku.
Pośród drżących osik i topoli balsamicznych, naukowcy założyli 60 działek o wymiarach trzy stopy na trzy stopy. Aby uzyskać przybliżoną liczbę dżdżownic na każdej działce, zespół wykopał pierwsze cztery cale gleby, a następnie oblał mały dół mieszaniną wody i proszku musztardowego. Roztwór ten podrażnia skórę dżdżownic, nie czyniąc im krzywdy, i wysyła je wijące się na powierzchnię, aby je policzyć.
Po sklasyfikowaniu każdej działki jako posiadającej niską, średnią lub wysoką liczbę dżdżownic inwazyjnych, Jochum i inni przystąpili do zbierania bezkręgowców żyjących na powierzchni. Wymagało to użycia zamontowanego na plecaku odkurzacza do wyssania wszystkich bezkręgowców.
„Wyglądasz trochę jakbyś był przebrany za jednego z Pogromców Duchów” – mówi Jochum.
Jochum i jego koledzy zebrali i sklasyfikowali około 13 000 bezkręgowców i stwierdzili uderzające spadki na działkach z największą liczbą dżdżownic. Wśród tych nadziemnych bezkręgowców, zespół odkrył 18 procent mniej gatunków, 27 procent redukcji ogólnej biomasy (lub wagi) i 61 procent spadku liczby osobników w miejscach, które zostały sklasyfikowane jako mające wysokie zagęszczenie inwazyjnych dżdżownic, w porównaniu z miejscami o najniższym zagęszczeniu dżdżownic.
Wyniki były zaskakujące, mówi Eisenhauer. Badanie „pokazuje, jak bardzo społeczności nadziemne zależą od gleby i jak duży wpływ mogą mieć podziemne gatunki inwazyjne.”
Naukowcy mówią, że potrzeba więcej pracy, aby wskazać, w jaki sposób robaki napędzają ten spadek, ale że głównym czynnikiem jest prawdopodobnie eliminacja przez robaki warstwy ściółki z dna lasu.
„Wszystko, co żyje w tej warstwie lub jest od niej zależne pod względem pokarmowym, będzie miało negatywny wpływ” – mówi Eisenhauer.