[Из песочницы] Что будет, если уничтожить комаров
Эту статью я решил написать, прочтя обсуждение в комментах к статье (0) про генетически модифицированных малярийных комаров. Если быть совсем точным, то вот это конкретное мнение:
Вывод, который я сделал для себя: если уничтожить эти несколько видов комаров (которые кусают человека), то ничего в балансе не изменится. И лягушки останутся, и птички. А человек станет чуть-чуть, но счастливее.
Не претендуя на исчерпывающий анализ ситуации в масштабах планеты, я попробую в пределах своих скромных познаний предположить, что произойдет при гипотетическом уничтожении кровососущих комаров на более-менее знакомом мне Севере Евразии, разумея под ним таежный и тундровый пояса. Существенный момент: я не энтомолог и не геохимик, поэтому оценка в любом случае получится изрядно среднепотолочной, да еще и по данным, добытым беглым гуглением. Но грубая оценка все равно лучше, чем никакая, не так ли?
Давайте попробуем оценить масштаб проблемы. Массовых насекомых, развивающихся в водоемах, на Севере на самом деле не так много. По-хорошему, это кровососущие комары и хирономиды, они же комары-звонцы: их личинки знакомы рыбакам и аквариумистам под именем мотыля. Все остальное в массовости проигрывает на порядки. Еще на массовость может претендовать мокрец —, но он с тем же успехом развивается просто в сырой подстилке, на пару с мошкой, ну и по общей биомассе комарам все же значительно проигрывает.
Навскидку от исчезновения комаров мне видятся три группы последствий. Это последствия для экосистем водоемов, для растительных сообществ суши и для фауны позвоночных животных.
Начнем мы с водоемов, но перед ними следует поместить кратенькое, почти лирическое отступление.
Фундаментом классической экологии, почти как и классической физики, являются масса и энергия. Точнее, биомасса (масса живых существ), общая масса органических веществ в экосистеме, и энергия, потребная для производства того и другого. При этом энергия, а поступает она в подавляющем большинстве случаев от Солнца, будучи единожды использованной фотосинтезирующими растениями для производства органического вещества, переходит в энергию химических связей и далее в нашем случае вообще говоря не нужна, поскольку комары в фотосинтезе замечены пока не были. А вот биомасса, органические вещества и их перенос нам в дальнейшем анализе могут весьма пригодиться. Итак.
Какие-то данные по биомассе личинок мне удалось найти для Ямала: от 0,5 до 50 грамм на квадратный метр водоема. (1)
Тут надо отметить, что для комаров, как и для многих насекомых питание личинок составляет подавляющую часть общего питания насекомого за жизненный цикл. Это не совсем верно для прямокрылых, жуков, тараканов — в общем, для тех, у кого имаго (взрослая особь) ведет долгую насыщенную жизнь:, но комары к таковым как раз не относятся. Все основные изменения массы, все основное потребление органического вещества у комаров происходят в водоеме на стадии личинки. Именно личинки являются самыми многочисленными среди всех возрастных форм. Следовательно, самые существенные последствия у нас будут связаны именно с личинками. Посмотрим на них пристальнее.
По опять же весьма усредненным оценкам личинка насекомого за время развития съедает в день количество пищи, сопоставимое с собственным весом: к сожалению, данные по количеству пищи именно для личинок комаров мне найти не удалось. В состав пищи личинок входят частицы детрита, бактерии, различные одноклеточные водоросли, компоненты разнообразных биологических обрастаний подводных субстратов. (2) Проще говоря, любую мелкую органику.
Олиготрофные водоемы, а на севере они практически все олиготрофные, обладают весьма низкой продуктивностью (4): 0,1 — 0,3 грамма органики на квадратный метр в сутки, т.е. 100 — 300 грамм за безморозный период. Вообще, конечно, нужно еще учитывать и смыв органики с суши. Исходя из этих данных, можно предположить, что органику соответствующего размерного класса личинки комаров потребляют в количестве не первых десятков процентов. Примерно столько же в благоприятных условиях должны потреблять личинки хирономид, а больше ничего столь же массового на северах, как уже было отмечено, нет. Вся органика соответствующего размера, не съеденная личинками комаров и хирономид, либо потребляется немногочисленным планктоном, либо окисляется растворенным в воде кислородом, либо выносится в море/откладывается в илы и торфяные прослойки, а до того болтаясь в воде и придавая ей характерный вкус, цвет и запах в зависимости от концентрации.
Но с хирономидами есть две проблемы. Во-первых, хирономиды сравнимы по численности с комарами только в тундровой зоне: в лесотундре, а тем более в тайге их количество заметно падает. Во-вторых, они разнесены с комарами фенологически: у хирономид пик лёта один в сезон, относительно ранней весной. Комары же выводят за лето несколько поколений, но летать начинают позже. Проще говоря, хирономид в среднем меньше, и влияние на экосистему они оказывают также меньшее. Кроме того, в силу другой фенологии могут не подойти в качестве замещающего кормового ресурса: например, для мальков рыб.
Если брать очень приблизительные оценки количества потребляемой пищи на единицу веса, то в максимальном случае пятидесяти грамм комариных личинок на квадратный метр, помянутые личинки в сезон съедают на тот же квадратный метр до полукило органики. Если комары внезапно исчезнут… Для наглядности попробуйте забросить в наполненную ванну грамм двести — триста фекалий, хорошенько размешать и внимательно рассмотреть получившуюся жидкость. Да, мне тоже не нравится. Проблема в том, что органические частицы примерно такого размера кроме личинок комаров и хирономид в северных водоемах больше есть особо некому. Увеличение содержания органических веществ в водоеме называется эвтрофикацией и влечет за собой довольно большое количество в целом малоприятных изменений. Про цветение воды знаете? Ну вот примерно оно и будет. С заморами и сероводородом.
Посмотрим на сухопутные растительные сообщества.
Практически все, что комариная личинка набрала за время усиленного питания, если конечно, ее саму не съели по дороге, вышедший из куколки взрослый комар несет из воды на сушу, замыкая таким образом еще одну ветку природного круговорота веществ. Статья на сайте (3) говорит нам, что с комарами обратно на сушу попадает огромное количество микроэлементов, как то кобальт, йод и прочая таблица Менделеева. Приводится число в полтонны не очень понятно, чего именно, на квадратный километр. Я не геохимик, поэтому оценить как корректность данных сайта (выглядящего, заметим, не очень похожим на авторитетный источник), так и результат исчезновения этой гипотетической полутонны не могу: если полтонны именно микроэлементов, то это чудовищно много. Понятно, что на севере с его гумидным климатом и промывным режимом вообще не очень хорошо с биологически доступной неорганикой. Помню, кстати, что в одной экспедиции коллега, понимающий в геохимии много больше меня, говорил не просто про большую, но про ведущую роль комаров в круговороте фосфора. То есть с этой стороны мы тоже вправе ожидать подвохов в виде снижения продуктивности наземных растительных сообществ. Лес будет расти хуже, и в частности, хуже и дольше восстанавливаться после гарей, вырубок и в меньшей степени ветровалов; через разреженный напочвенный покров возрастет доля поверхностного стока по сравнению с просачиванием, что в свою очередь приведет к большему смыву органики в водоемы, дальнейшей их эвтрофикации, более бедным почвам на суше, далее по кругу.
И наконец, влияние на фауну позвоночных. Личинки комаров — основная пища для мелких мальков рыб. Да, не лягушки и не птички., а рыбьи мальки являются основными потребителями комаров, пусть и в виде личинок. Устраним личинок, и успех размножения рыбы, в первую очередь проходных лососевых, снизится в разы, если не в десятки раз. Поскольку в водоеме желающих перекусить мальками, в первую очередь представителей старших возрастов речных рыб, как то окунь и щука, почему-то всегда хватает, при заметно меньшей выживаемости по питанию мы имеем ненулевой шанс угробить лососевых как группу целиком. Те мальки, которые не померли с голоду, будут сожраны окунями. Масла на сковородку подливает увеличенное количество органики в воде, та самая эвтрофикация, а следовательно, уменьшенное количество кислорода, расходующегося на окисление той самой органики. Лососевые такого не любят настолько, что просто жить не могут. Но даже при простом снижении численности (что вполне происходит на реках, которые плотно облавливаются рыбаками) огромная плюха прилетает всей рыбоядной фауне. Орланам, песцам, лисицам, медведям — да мало ли желающих полакомиться нерестящейся рыбкой в тайге и тундре. В качестве побочного малозаметного эффекта почти мгновенно исчезнет европейская жемчужница, но это уже совсем мелкие детали. Учтем, что лососевые в реках размножаются, растут в море, и потом возвращаются размножаться и дохнуть обратно в реки, доставляя на историческую родину всю нажитую непосильным трудом органику… В общем, живой природе жить на севере будет труднее и голоднее.
Немного оптимизма напоследок. Экологические обратные связи в огромном своем большинстве отрицательны. Вся эта невообразимых размеров система вполне подчиняется принципам Ле Шателье в их широком толковании, стремясь компенсировать отклонения от установившейся нормы. К примеру, место исчезнувших комаров могут внезапно успешно занять те же хирономиды (то есть попытаются они точно, вопрос выйдет ли), ибо я не знаю причин единственного лёта хирономид за сезон, а в изменившихся условиях они могут жизненный цикл и поменять. Кто там писал о превращении озимой пшеницы в яровую? Ах да, Лысенко. Тут задача примерно схожего класса.
Надеюсь, я показал сомнительность точки зрения «в балансе ничего не изменится»: по крайней мере, примерно этого я планировал достичь. Засим Шахерезада прекращает дозволенные речи.
0. Американские ученые создали генетически модифицированных комаров, блокирующих распространение малярии
1. Кровососущие комары (DIPTERA, CULICIDAE) среднетаежной подзоны Якутии
2. Питание личинок кровососущих комаров (Culicidae, Diptera)
3. Роль насекомых в экологическом равновесии
4. Олиготрофные водоемы — dic.academic.ru
