Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, что почвы под солончаками от Южной Каролины до Флориды были смягчены повышением уровня моря и усилением приливных паводков. Это смягчение позволило процветать роющему крабу Sesarma reticulatum, питаясь пуповиной травы, скрепляющей болота.
Расчистка травы крабами резко изменила течение ручьев, протекающих через болота, как показало исследование, и изменила динамику между хищниками и жертвами на болотах. Фактически, исследователи говорят, что Сезарма, которая ранее была второстепенным игроком в юго-восточных солончаках, теперь может считаться краеугольным камнем, что означает, что она играет доминирующую роль в формировании экосистемы.
«То, что мы обнаружили, является примером того, как повышение уровня моря может активировать ключевой вид, который в настоящее время радикально реконструирует эти солончаки», – сказал Марк Бертнесс, почетный профессор экологии и эволюционной биологии в Университете Брауна и соавтор исследования. "Это большое дело, потому что повышение уровня моря – повсеместное глобальное явление, и это в значительной степени неожиданное последствие. Нам нужно задуматься о том, как глобальное изменение климата может активировать новые ключевые виды в других экосистемах."
Исследования крабов Сезарма и их воздействия на солончаки имеют долгую историю в лаборатории Бертнесса в Брауне. В 2011 году Бертнесс и его ученики обнаружили, что за внезапным исчезновением болот на Кейп-Коде стоит Сезарма, прожорливые травоядные корни и листья канадской травы.
В этом случае чрезмерный вылов рыбы внезапно вытащил из воды такие виды хищников, как полосатый окунь, предоставив крабам свободу действий для уничтожения болот. Одним из соавторов этого более раннего исследования была Кристини Анджелини, ныне адъюнкт-профессор Университета Флориды и старший автор этой новой статьи.
Сезарма, как известно, населяла южные болота Флориды и Каролины, но их население не росло так, как на севере.
Одной из возможных причин этого было различие почвенных субстратов. Работая несколько лет назад в качестве студента-исследователя в лаборатории Бертнесса, Шинейд Кротти, ныне руководитель проекта в Йельской лаборатории по сдерживанию углерода, показала, что твердость грунта сыграла большую роль в том, где Sesarma могут утвердиться. Ее результаты показали, что Сезарме было намного легче строить норы и питаться корнями травы в торфянистой почве Новой Англии по сравнению с более твердыми почвенными субстратами, которые часто встречаются на южных болотах.
Но поскольку уровень моря продолжает повышаться из-за изменения климата, Кротти, Анджелини и Бертнесс задались вопросом, может ли смягчение почвы дать Сезарме большую точку опоры на юге.
Глядя на аэрофотоснимки из девяти мест по всей Южной Каролине и Флориде, они обнаружили, что количество болотных ручьев со свидетельствами выпаса Сезармы увеличилось на 240% с конца 1990-х до конца 2010-х годов. Между тем, исследования повышения уровня моря показывают, что в настоящее время земля в этих районах приливно-отливной на час дольше в день по сравнению с концом 1990-х годов.
«Уровень моря повышается, что смягчает субстрат, в который эти крабы обычно не могут закопаться», – сказал Бертнесс. "Теперь, когда он стал мягче, у вас есть идеальная среда обитания, чтобы поддерживать эти огромные общие норы Сезармы."
Исследователи обнаружили, что это новое мероприятие Sesarma преображает болота.
Уничтожение трав увеличило скорость образования ручьев в болотах и увеличило плотность дренажа ручьев на болотах до 35%.
Активность Сезармы также влияет на взаимодействие между хищниками и добычей в ручьях. Расчистка травы обеспечивает хищникам более широкий доступ к моллюскам и другим видам добычи.
Исследование показало, что популяция мидий была значительно ниже в ручьях, где пасется Сесарма, по сравнению с ручьями, которые не паслись.
"Когда они тонут, на юго-востоке U.S. болота переходят от лугов к участкам болот с истощенными популяциями мидий, улиток и других беспозвоночных ", – сказал Анджелини. "Эта динамика показывает, как быстро болота могут исчезнуть с ускорением повышения уровня моря и как долго они будут оставаться кормовыми угодьями для коммерчески, рекреационных и экологически важных видов."
Тот факт, что Сезарма в настоящее время меняет геоморфологию болот, а также экологические взаимодействия между другими видами, свидетельствует о том, что теперь он квалифицируется как ключевой вид южных болот. По словам исследователей, это первый пример активации новых ключевых видов в результате антропогенного изменения климата.
"Это будет что-то для учебников", – сказал Бертнесс. "Это недооцененный способ изменения климата на экосистемы."
Исследование поддержано Национальным научным фондом (1652628, 1546638, 1315138).