Jak afrykańskie obszary trawiaste utrzymują tak wiele roślinożernych?

W każdej z tych kategorii zwierzęta rozdzielają się przestrzennie. Zebry jedzą najwyższe trawy; antylopy gnu żują znacznie niższe. Liściożerne, takie jak didiki, skubią najniższe liście; a żyrafy sięgają najwyższego listowia. Mimo tych niuansów „nadal istnieje ostry podział między trawami a innymi roślinami – mówi Kartzinel – kiedy dzielisz te dwa zasoby wystarczająco precyzyjnie, nagle jest dość miejsca na sawannie dla dziesiątków gatunków roślinożernych”.

Ten obraz jest zbyt prosty. Używając DNA, by rzeczywiście zidentyfikować zjadane przez te zwierzęta rośliny – czego nikt przedtem nie zrobił – Kartzinel pokazał, że różnice ich preferencji idą znacznie głębiej niż tylko trawa kontra liście.

Na przykład, zebra Grevy’ego i zebra stepowa – dwa gatunki, które żyją w tych samych miejscach i jedzą niemal wyłącznie trawę – zjadają różniące się ilości różnych gatunków trawy. Dla nich teren trawiasty nie jest jednolitą ucztą. Jest to szachownica pełna różnych pokarmów, z których jedne odpowiadają pewnym gatunkom, a inne zachwycają kogoś innego. „Właściwym pytaniem nie jest: ‘Czy je trawę?’, ale raczej: ‘Które trawy je?’” – mówi Kartzinel.   

“Kiedy rozmawiam z nie-ekologami, są zdumieni, gdy dowiadują się, że nigdy nie mieliśmy jasnego obrazu, co te wszystkie charyzmatyczne, wielkie zwierzęta właściwie jedzą w naturze” – dodaje. Są po temu powody. Te zwierzęta przemieszczają się na wielkie odległości i trudno (i niebezpiecznie) jest obserwować je z bliska. Często jedzą małe rośliny w środku nocy, pod zasłoną gęstych krzaków. „Wiele z tych roślin jest niezmiernie trudno zidentyfikować na poziomie gatunków, nawet wyspecjalizowanemu taksonomiście botanicznemu z okazem w ręku – co znaczy, że jest dosłownie niemożliwe zrobienie tego przez lornetkę, kiedy obserwuje się jedzące zwierzę”.

Dla rozwiązania tego problemu Kartzinel wraz z zespołem pod kierownictwem Roba Pringle z Princeton wzięli się za odchody. Jeżdżąc po całej Kenii śledzili siedmioro roślinożerców: słonie, zebry stepowe i Grevy’ego, udomowione krowy i dikdiki Guenthera. Czekali aż zwierzęta wypróżnią się i pędzili (ostrożnie), żeby zebrać łajno. W laboratorium wydobywali DNA z próbek, sekwencjonowali je i używali tych sekwencji do zidentyfikowania roślin, jakie zwierzę zjadło.

To podejście, znane jako DNA metabarcoding, potwierdziło tradycyjny podział między trawożernymi i liściożernymi, ale ujawniło także, że gatunki, które jedzą dokładnie te same ilości z jednej lub drugiej kategorii, nadal mają bardzo różniącą się dietę. Krowy i bawoły są blisko spokrewnionymi trawożernymi, ale pasą się na różnych roślinach. Także zebry jedzą różne ilości 15 gatunków roślin, z czego 14 to trawy. Zebry Grevy’ego uzupełniają dietę małymi roślinami strąkowymi, które ignorują ich stepowi kuzyni. „To była wielka niespodzianka – mówi Kartzinel. – Wreszcie możemy zobaczyć te bardzo tajemnicze różnice między tymi zwierzętami”.

Porównuje on roślinożerne do rodziny przy bufecie: “Możecie wszyscy wybrać to samo danie główne, ale kiedy dochodzi do dodatków i przypraw, macie setki możliwości wyboru. Jest nieprawdopodobne, że wszyscy będziecie jedli dokładnie ten sam posiłek”.

To odkrycie pomaga wyjaśnić, jak sawanna utrzymuje tak wiele roślinożerców. Oferuje im bogaty bufet i każdy gatunek zjada tylko część pełnego menu. Powody tych preferencji nie są jasne. Może zebra stepowa po prostu lubi smak danej rośliny. Może zebra Grevy’ego potrzebuje składników odżywczych, których mogą dostarczyć tylko niektóre gatunki roślin. Może dikdiki mają unikatowe mikroby w jelitach, które unieszkodliwiają truciznę w roślinach, jakich ich konkurenci nie mogą dotknąć. Jedynym sposobem dowiedzenia się, która z tych możliwości jest prawdą, jest dokładne rozpracowanie tego, co te zwierzęta jedzą – a tu właśnie wkracza DNA metabarcoding.

Zespół ma także nadzieję, że ta technika pomoże zredukować konflikty między farmerami a dzikimi stadami afrykańskimi. „Jeśli ludzie myślą, że zwierzęta domowe i dzikie zaciekle konkurują o pożywienie, będą chcieli wyeliminować dzikie zwierzęta ze swoich pastwisk” – mówi Kartzinel. Jeśli można im pokazać, że w rzeczywistości nie ma takiej konkurencji, naciski mogą ustać.

Źródło: Kartzinel, Chen, Coverdale, Erickson, Kress, Kuzmina, Rubsenstein, Wang & Pringle. 2015. DNA metabarcoding illuminates dietary niche partitioning by African large herbivores. PNAS http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1503283112

How Do African Grasslands Support So Many Plant-Eaters

Not Exactly Rocket Science, 1 czerwca 2015

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska