Мангусты сделали лягушек с острова Амамиосима трусливее

Лягушки, проживающие на острове Амамиосима, стали более пугливыми после того, как люди привезли на остров мангустов, выяснили японские ученые. Несмотря на то, что мангустов на острове почти не осталось, лягушки, которые живут ближе остальных к тем местам, где водились хищники, ведут себя тревожнее тех лягушек, которые живут на другом конце острова. Исследование опубликовано в журнале Journal of Zoology.

Одна из угроз биоразнообразию — вторжение новых видов в места, где прежде их не было. Инвазивные виды, как правило, попадают в благоприятные условия, в которых у них нет естественных врагов, а если эти виды — хищники, то у местных видов может не быть действенных способов защиты, в результате чего может нарушиться местная экосистема.

Так произошло на острове Амамиосима. Это небольшой, площадью 712 квадратных километров, на 80 процентов покрытый лесом остров в архипелаге Рюкю к юго-западу от Японии. В 1979 году японцы ввезли на остров малого мангуста (Herpestes auropunctatus), который должен был контролировать численность крыс и ядовитых змей из семейства гадюковых. 

Мангуст — не избирательный хищник и поэтому к 2000 году, когда популяция распространилась почти по всей территории острова, кроме самой южной его части, значительно сократилась численность местного кролика, ужеобразных неядовитых змей и лягушки Odorrana amamiensis— местного эндемика, который находится на грани вымирания. 

Прежние исследования показали, что плотность популяций O. amamiensis на острове коррелировала с расстоянием от города Амами, где мангуста впервые выпустили в природу острова: численность змей, кроликов и лягушек сокращалась ближе к месту, куда хищника изначально завезли. 

В 2000 году началась программа по уничтожению мангуста, и к 2015 году численность местных видов восстановилась, причем скорость восстановления также зависела от расстояния до точки начала расселения вида: раньше всего они восстанавливали свою численность в самых удаленных от нее местах. Сейчас на острове мангустов почти не осталось.

Слева — схема расселения мангуста по острову Амамиосима. Пунктирные линии показывают границы распространения мангуста. Справа — численность мангуста на острове по годам.

   
Поскольку кролики, змеи и лягушки пострадали от мангуста, но выжили, предполагается, что у них могли выработаться какие-то механизмы защиты, например, поведенческие. Хиротака Комине (Hirotaka Komine) из Токийского университета сельского хозяйства и технологий и его коллеги провели исследование, чтобы узнать, как изменилось поведение местных лягушек в ответ на вторжение мангуста.

Мангуст (Herpestes auropunctatus)

   
Биологи выбрали лягушек: их легче всего встретить и понаблюдать за ними. В качестве меры, которая должна была выявить изменения в поведении лягушек, ученые выбрали самое близкое расстояние, на которое можно подойти к лягушке, прежде чем она отпрыгнет (flight initiation distance, сокращенно FID). Этот показатель используется для количественного определения страха перед хищником. 

Ученые выдвинули гипотезу, в соответствии с которой лягушки, жившие в местах обитания мангустов, должны иметь больший FID, чем те, которые живут там, где хищника не было, и FID должен увеличиваться по мере приближения к точке начала расселения мангуста.

Чтобы измерить дистанцию, на которую лягушка может подпустить хищника, ученые провели эксперимент. На протяжении трех месяцев они ночью передвигались по дорогам острова Амамиосима со скоростью 10 км/ч. Заметив на дороге лягушку O. amamiensis, биологи снижали скорость до 5 км/ч и двигались к животному. Далее они записывали расстояние, на которое удалось подойти к лягушке, прежде чем она совершала прыжок. Некоторые лягушки не отпрыгивали, и тогда ученые устанавливали FID на отметке в 20 сантиметров: как пишут авторы исследования, это ближайшее расстояние, на которое можно подойти к лягушке, не наступив на нее. Для чистоты эксперимента все наблюдения производились в одних и тех же резиновых сапогах Mighty Boots NS #20, а лягушки, которые попадались менее, чем в десяти метрах от места, где скрылась другая особь, в результатах не учитывались, так как они могли быть теми же самыми лягушками.

Кроме FID исследователи учитывали следующие параметры, которые могли повлиять на показатель страха:

Все случаи обнаружения O. amamiensis фиксировались на карте с помощью GPS.

Всего ученые встретили 278 лягушек. Обработав результаты наблюдений, биологи сопоставили FID встреченных ими лягушек с расстоянием до точки начала расселения мангуста. Оказалось, что показатель страха рос по мере приближения к городу Амами, где в 79 году выпустили мангуста. Если за пределами зоны максимального распространения мангуста, в 24,4 километра от города, лягушки позволяли подойти в среднем на 143,1 сантиметра, то на расстоянии 9,8 километра они совершали прыжок в среднем уже при приближении на 323 сантиметра. 

Ученые рассчитали коэффициент корреляции, который должен был показать связь между FID и факторами, которые могли на него повлиять. Самый большой (0,271) был между FID и расстоянием до точки появления инвазивного хищника. На втором месте было расстояние до населенных пунктов (0,154). На третьем — расстояние до укрытия (кустов): чем ближе были кусты, тем лягушка была смелее. Еще один параметр, который был связан с FID, — размер тела: чем крупнее лягушка, тем меньше FID.

Лягушка (Odorrana amamiensis)

Авторы работы заключили, что вторжение мангуста привело к изменениям в поведении лягушек O. amamiensis. Срок жизни этого земноводного около трех лет, а популяция мангуста почти сошла на нет еще за пять лет до исследования. Как считают исследователи, это значит, что эволюционные изменения поведения наверняка произошли и в генах лягушек, потому что наблюдаемые во время экспериментов животные не могли сталкиваться с хищниками, так как родились уже после их уничтожения: поведение их, по видимому, получено в наследство от родителей.

Авторы статьи также пишут и о вероятных последствиях изменения поведения лягушек. Возможно, это повлияет на распространение и поведение членистоногих, основной добычи лягушек, а также плохо скажется на перспективах популяции O. amamiensis, потому что повышенный страх будет заставлять их чаще совершать прыжки, на которые тратится много энергии.