Сверххищник , также известный как высший хищник или суперхищник , — это хищник [ a], находящийся на вершине пищевой цепи , не имеющий собственных естественных хищников. [6] [7]
Хищники-апексы обычно определяются в терминах трофической динамики , что означает, что они занимают самые высокие трофические уровни . Пищевые цепи часто намного короче на суше, обычно ограничиваясь вторичными потребителями — например, волки охотятся в основном на крупных травоядных (первичных потребителей), которые едят растения (первичных производителей). Концепция хищника-апекса применяется в управлении дикой природой , охране природы и экотуризме .
Сверххищники имеют долгую эволюционную историю, восходящую, по крайней мере, к кембрийскому периоду, когда в морях доминировали такие животные, как Anomalocaris и Timorebestia .
Люди на протяжении многих столетий взаимодействовали с высшими хищниками, включая волка , хищных птиц и бакланов, чтобы охотиться на дичь, птиц и рыбу соответственно. Совсем недавно люди начали взаимодействовать с высшими хищниками новыми способами. К ним относятся взаимодействия через экотуризм , например, с тигровой акулой , и через усилия по восстановлению популяции , например, предлагаемая реинтродукция иберийской рыси .
Экологические роли
Влияние на сообщество
Хищники- высшие хищники влияют на динамику популяции видов добычи и популяции других хищников, как в водных, так и в наземных экосистемах. Например, неместные хищные рыбы иногда уничтожали ранее доминирующих хищников. Исследование манипуляций с озером показало, что когда неместный малоротый окунь был удален, озерная форель , подавленный местный хищник-высший хищник, разнообразила свой выбор добычи и повысила свой трофический уровень . [9] В качестве наземного примера, барсук , хищник-высший хищник, охотится на ежа , мезохищника , а также конкурирует с ним за пищу, такую как насекомые, мелкие млекопитающие, рептилии, амфибии и яйца птиц, гнездящихся на земле. Удаление барсуков (в ходе исследования туберкулеза крупного рогатого скота ) привело к увеличению плотности ежей более чем вдвое. [10] Хищники, которые осуществляют контроль сверху вниз над организмами в своем сообществе, часто считаются ключевыми видами . [11]
Воздействие на экосистему
Хищники высшего уровня могут оказывать глубокое воздействие на экосистемы, как следствие как контроля плотности добычи, так и ограничения более мелких хищников, и могут быть способны к саморегуляции. [12] Они играют центральную роль в функционировании экосистем, регулировании болезней и поддержании биоразнообразия. [13] Например, при заселении субарктических островов было показано, что хищничество песцов по отношению к морским птицам превращает луга в тундру . [14] Такие широкомасштабные воздействия на более низких уровнях экосистемы называются трофическими каскадами . Удаление хищников высшего уровня, часто посредством человеческого вмешательства, может вызывать или нарушать трофические каскады. [15] [16] [17] Например, сокращение популяции кашалотов , высших хищников с дробным трофическим уровнем 4,7, в результате охоты привело к увеличению популяции крупных кальмаров с трофическим уровнем выше 4 (хищники, которые едят других хищников). [18] Этот эффект, называемый высвобождением мезохищников , [19] происходит в наземных и морских экосистемах; например, в Северной Америке ареалы всех высших хищников сократились, тогда как ареалы 60% мезохищников за последние два столетия выросли. [20]
Сохранение
Поскольку высшие хищники оказывают сильное воздействие на других хищников, травоядных и растения, они могут быть важны для сохранения природы. [21] Люди охотились на многих высших хищников, близких к вымиранию, но в некоторых частях мира эти хищники теперь возвращаются. [22] Они все больше подвергаются угрозе из-за изменения климата . Например, белому медведю требуются обширные площади морского льда , чтобы охотиться на свою добычу, как правило, на тюленей, но изменение климата сокращает морской лед Арктики, заставляя белых медведей голодать на суше в течение все более длительных периодов. [23]
Резкие изменения в экосистеме Большого Йеллоустона были зафиксированы после того, как серый волк , как высший хищник, так и ключевой вид (имеющий большое влияние на его экосистему), был повторно введен в Йеллоустонский национальный парк в 1995 году в качестве меры по охране . Лоси , основная добыча волков, стали менее многочисленными и изменили свое поведение, освободив прибрежные зоны от постоянного выпаса и позволив ивам , осинам и тополям процветать, создавая среду обитания для бобров , лосей и десятков других видов. [24] В дополнение к их влиянию на виды добычи, присутствие волков также повлияло на один из уязвимых видов парка , медведя гризли : выйдя из спячки , после нескольких месяцев голодания, медведи решили подбирать добычу волков, [25] особенно осенью, когда они готовились снова впасть в спячку. [26] Медведь гризли рожает во время спячки, поэтому ожидается, что увеличение поставок пищи приведет к увеличению числа наблюдаемых детенышей. [27] Десятки других видов, включая орлов, воронов, сорок , койотов и черных медведей , также были задокументированы как подбирающие остатки добычи волков в парке. [28]
Трофический уровень человека
Экологи спорят, являются ли люди хищниками высшего порядка. Например, Сильвен Бономмо и его коллеги в 2013 году утверждали, что в глобальной пищевой сети дробный человеческий трофический уровень (HTL) можно рассчитать как средний трофический уровень каждого вида в рационе человека, взвешенный по доле, которую этот вид формирует в рационе. Этот анализ дает средний HTL 2,21, варьирующийся от 2,04 (для Бурунди , с 96,7% растительной диеты) до 2,57 (для Исландии , с 50% мяса и рыбы, 50% растений). Эти значения сопоставимы со значениями не-хищников, таких как анчоус или свинья . [29]
Однако Питер Д. Рупнарин раскритиковал подход Бономмо в 2014 году, утверждая, что люди являются хищниками высшей категории и что HTL основана на наземном сельском хозяйстве, где у людей действительно низкий трофический уровень, в основном они питаются производителями (культурные растения на уровне 1) или первичными потребителями (травоядные на уровне 2), что, как и ожидалось, помещает людей на уровень немного выше 2. Вместо этого Рупнарин рассчитал положение людей в двух морских экосистемах, Карибском коралловом рифе и системе Бенгела около Южной Африки. В этих системах люди в основном питаются хищной рыбой и имеют дробный трофический уровень 4,65 и 4,5 соответственно, что, по мнению Рупнарина, делает этих людей хищниками высшей категории. [b] [30]
В 2021 году Мики Бен-Дор и его коллеги сравнили биологию человека с биологией животных на разных трофических уровнях. Используя такие разнообразные показатели, как использование инструментов и кислотность желудка, они пришли к выводу, что люди эволюционировали как хищники высшего порядка, разнообразив свой рацион в ответ на исчезновение большей части мегафауны, которая когда-то была их основным источником пищи. [31]
Эволюционная история
Считается, что высшие хищники существовали по крайней мере с кембрийского периода, около 500 миллионов лет назад. Вымершие виды не могут быть напрямую определены как высшие хищники, поскольку их поведение невозможно наблюдать, а подсказки к экологическим связям, такие как следы укусов на костях или раковинах, не формируют полную картину. Однако косвенные доказательства, такие как отсутствие какого-либо заметного хищника в окружающей среде, наводят на мысль. Аномалокарис был водным высшим хищником в кембрии. Его ротовой аппарат явно хищный, и в то время в морях не было более крупных животных. [32]
Предполагается, что плотоядные динозавры- тероподы , включая аллозавра [33] и тираннозавра [34], были высшими хищниками, исходя из их размера, морфологии и пищевых потребностей.
Орлы и соколы , которые являются высшими хищниками, используются в соколиной охоте , охоте на птиц или млекопитающих. [42] Привязанные бакланы , также являющиеся высшими хищниками, [43] использовались для ловли рыбы . [44]
Экотуризм
Экотуризм иногда опирается на хищников высшего порядка для привлечения бизнеса. [45] [46] Туроператоры могут впоследствии принять решение о вмешательстве в экосистемы, например, предоставляя пищу для привлечения хищников в районы, которые можно удобно посещать. [45] Это, в свою очередь, может оказать влияние на популяцию хищников и, следовательно, на более широкую экосистему. [45] В результате снабжение видов, таких как тигровая акула, является спорным, но его последствия не подтверждены эмпирическими данными. [45] Другие пострадавшие хищники высшего порядка включают больших кошек и крокодилов. [46]
Ревайлдинг
В некоторых густонаселенных районах, таких как Британские острова , все крупные местные хищники, такие как волк, медведь, росомаха и рысь, были истреблены , что позволило травоядным, таким как олени, размножаться беспрепятственно, за исключением охоты. [47] В 2015 году были разработаны планы по реинтродукции рыси в графства Норфолк , Камбрия и Нортумберленд в Англии, а также Абердиншир в Шотландии в рамках движения по ревайлдингу . [48] Реинтродукция крупных хищников является спорной, отчасти из-за беспокойства фермеров за свой скот . [48] Защитники природы, такие как Пол Листер, предлагают вместо этого разрешить волкам и медведям охотиться на свою добычу в «управляемой среде» на больших огороженных заповедниках; однако это подрывает цель ревайлдинга. [48]
Примечания
^ Зоологи обычно исключают паразитов из трофических уровней, поскольку они (часто намного) меньше своих хозяев, а отдельные виды с несколькими хозяевами на разных стадиях жизненного цикла занимали бы несколько уровней. В противном случае они часто находились бы на верхнем уровне, выше высших хищников. [5]
^ Однако у людей сетевой трофический уровень (NTL) в системе кораллового рифа составил 4,27, по сравнению с NTL 4,8 у черноперой акулы в той же системе. Таким образом, люди не были там высшим хищником. [30]
^ Ее трофический уровень был бы равен ровно 4, если бы добычей рыбы были исключительно травоядные животные, и выше, если бы добычей были плотоядные животные.
Ссылки
^ Ордис, Андрес; Бишоф, Ричард; Свенсон, Джон Э. (2013). «Сохранение крупных плотоядных животных, но потеря высшего хищника?». Biological Conservation . 168 : 128–133. Bibcode : 2013BCons.168..128O. doi : 10.1016/j.biocon.2013.09.024 . hdl : 11250/2492589 .
^ Кристоффер Т. Эвератт; Дженнифер Ф. Мур; Грэм И. Х. Керли (2019). «Самый крупный хищник Африки, лев, ограничен вмешательством и эксплуататорской конкуренцией с людьми». Глобальная экология и охрана природы . 20 : e00758. Bibcode : 2019GEcoC..2000758E. doi : 10.1016/j.gecco.2019.e00758 . ISSN 2351-9894. S2CID 202023472.
^ Уайтинг, Фрэнсис. «Терри борется за прекращение сбора яиц крокодилов». Архивировано 28 октября 2010 г. в австралийском зоопарке Wayback Machine . 11 июня 2007 г. Получено 25 января 2010 г.
^ "Saltwater Crocodile." Архивировано 2013-09-06 в Wayback Machine National Geographic . Получено 2010-01-25.
^ Сухдео, Майкл ВК (2012). «Где находятся паразиты в пищевых сетях?». Паразиты и переносчики . 5 (1): 239. doi : 10.1186/1756-3305-5-239 . PMC 3523981. PMID 23092160 .
^ Leat, Eliza HK; Bourgeon, Sophie; Eze, Jude I.; Muir, Derek CG; Williamson, Mary; Bustnes, Jan O.; Furness, Robert W.; Borgå, Katrine (2013-02-15). «Перфторалкильные вещества в яйцах и плазме пернатого хищника, большого поморника (Stercorarius skua), в северной части Атлантического океана». Environmental Toxicology and Chemistry . 32 (3): 569–576. doi : 10.1002/etc.2101 . PMID 23258709.
^ Lepak, Jesse M.; Kraft, Clifford E.; Weidel, Brian C. (март 2006 г.). «Быстрое восстановление пищевой сети в ответ на удаление внедренного высшего хищника» (PDF) . Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences . 63 (3): 569–575. doi :10.1139/f05-248. Архивировано из оригинала (PDF) 11 сентября 2008 г.
^ Trewby, Iain D.; Young, Richard; McDonald, Robbie A.; Wilson, Gavin J.; Davison, John; Walker, Neil; Robertson, Andrew; Doncaster, C. Patrick; Delahay, Richard J. (апрель 2014 г.). Criscuolo, François (ред.). «Влияние удаления барсуков на локальные подсчеты ежей». PLOS ONE . 9 (4): e95477. Bibcode : 2014PLoSO...995477T. doi : 10.1371/journal.pone.0095477 . PMC 3988185. PMID 24736454 .
^ Davic, Robert D. (2003). «Связывание ключевых видов и функциональных групп: новое рабочее определение концепции ключевых видов». Conservation Ecology . 7 . doi :10.5751/ES-00502-0701r11. hdl : 10535/2966 . Получено 03.02.2011 .
^ Stier, AC; Samhouri, JF; Novak, M.; Marshall, KN; Ward, EJ; Holt, RD; Levin, PS (май 2016 г.). «Экосистемный контекст и историческая обусловленность в восстановлении популяции высших хищников». Science Advances . 2 (5): e1501769. Bibcode :2016SciA....2E1769S. doi :10.1126/sciadv.1501769. PMC 4928970 . PMID 27386535.
^ Кролл, ДА; Марон, ДЖЛ; и др. (март 2005 г.). «Внедренные хищники превращают субарктические острова из лугов в тундру». Science . 307 (5717): 1959–1961. Bibcode :2005Sci...307.1959C. doi :10.1126/science.1108485. PMID 15790855. S2CID 19305264.
^ Egan, Logan Zane; Téllez, Jesús Javier (июнь 2005 г.). «Влияние преимущественного первичного потребительского рыболовства на травоядных низшего трофического уровня на островах Лайн» (PDF) . Stanford at Sea . Stanford University . Архивировано (PDF) из оригинала 2010-07-12 . Получено 2010-01-25 .
^ Pace, ML; Cole, JJ; et al. (декабрь 1999 г.). «Трофические каскады, обнаруженные в разнообразных экосистемах». Trends in Ecology and Evolution . 14 (12): 483–488. doi :10.1016/S0169-5347(99)01723-1. PMID 10542455.
^ Бергер, Джоэл (1999). «Антропогенное вымирание высших хищников и межвидовое поведение животных: последствия быстрого распада сети, включающей волков, медведей, лосей и воронов» (PDF) . Труды Королевского общества B: Биологические науки . 266 (1435): 2261–2267. doi :10.1098/rspb.1999.0917. PMC 1690453 . PMID 10629976.
^ Баум, Джулия К .; Ворм, Борис (2009). «Каскадные сверху вниз эффекты изменения численности океанических хищников». Журнал экологии животных . 78 (4): 699–714. Bibcode : 2009JAnEc..78..699B. doi : 10.1111/j.1365-2656.2009.01531.x . PMID 19298616.
^ Soulé, Michael E.; Bolger, Douglas T.; Alberts, Allison C.; Wright, John; Sorice, Marina; Hill, Scott (март 1988 г.). "Reconstructed Dynamics of Rapid Extinctions of Chaparral-Requiring Birds in Urban Habitat Islands" (PDF) . Conservation Biology . 2 (1): 75–92. Bibcode :1988ConBi...2...75S. doi :10.1111/j.1523-1739.1988.tb00337.x. hdl : 2027.42/74761 .
^ Prugh, Laura R.; Stoner, Chantal J.; Epps, Clinton W.; Bean, William T.; Ripple, William J.; Laliberte, Andrea S.; Brashares, Justin S. (2009). «Возвышение мезохищника». BioScience . 59 (9): 779–791. doi :10.1525/bio.2009.59.9.9. S2CID 40484905.
^ Эстес, Джеймс А.; Терборг, Джон; Брашарес, Джастин С.; Пауэр, Мэри Э.; Бергер, Джоэл; Бонд, Уильям Дж.; и др. (2011). «Трофическое понижение планеты Земля». Science . 333 (6040): 301–306. Bibcode :2011Sci...333..301E. CiteSeerX 10.1.1.701.8043 . doi :10.1126/science.1205106. PMID 21764740. S2CID 7752940.
^ Силлиман, Брайан Р.; Хьюз, Брент Б.; Гаскинс, Лео К.; Хэ, Цян; Тинкер, М. Тим; Рид, Эндрю; Нифонг, Джеймс; Степп, Рик (2018). «Призраки прошлого природы преследуют экологию сегодня?». Current Biology . 28 (9): R532–R537. Bibcode : 2018CBio...28.R532S. doi : 10.1016/j.cub.2018.04.002 . PMID 29738721.
^ «Влияние климата на белых медведей». Группа специалистов по белым медведям. 27 января 2009 г. Получено 9 сентября 2018 г.
↑ Листер, Брэд и Макдэниел, Карл. «Волки Йеллоустона». Архивировано 20 июля 2011 г. на Wayback Machine (17 апреля 2006 г.), стр. 2. Получено 25 января 2010 г.
↑ Леви, Шарон (ноябрь 2002 г.). "Top Dogs". Архивировано из оригинала 2009-06-06 . Получено 2010-01-25 .
^ Вилмерс, Кристофер С. (2004). «Комплекс серых волков – падальщиков в Йеллоустонском национальном парке» (PDF) . стр. 56, 90 и далее. Архивировано (PDF) из оригинала 2010-07-12 . Получено 2010-01-25 .
↑ Роббинс, Джим (май–июнь 1998 г.). «Плетение новой паутины: волки меняют экосистему». Smithsonian Zoogoer . 27 (3). Smithsonian Institution . Архивировано из оригинала 10 февраля 2010 г. Получено 25 января 2010 г.
^ Добсон, Энди П.; Вилмерс, Кристофер С.; Гетц, Уэйн М. (2005). «Серые волки как буферы изменения климата в Йеллоустоуне». PLOS Biology . 3 (4): e92. doi : 10.1371/journal.pbio.0030092 . PMC 1064850. PMID 15757363 .
^ Bonhommeau, S.; Dubroca, L.; Le Pape, O.; Barde, J.; Kaplan, DM; Chassot, E.; Nieblas, A.-E. (2013). «Поедание мировой пищевой сети и трофический уровень человека». Труды Национальной академии наук . 110 (51): 20617–20620. Bibcode : 2013PNAS..11020617B. doi : 10.1073/pnas.1305827110 . PMC 3870703. PMID 24297882 .
^ ab Roopnarine, Peter D. (2014). «Люди — высшие хищники». Труды Национальной академии наук . 111 (9): E796. Bibcode : 2014PNAS..111E.796R. doi : 10.1073 /pnas.1323645111 . PMC 3948303. PMID 24497513.
^ Бен-Дор, Мики; Сиртоли, Рафаэль; Баркай, Ран (2021). «Эволюция трофического уровня человека в плейстоцене». Американский журнал физической антропологии . 175 : 27–56. doi : 10.1002/ajpa.24247 . PMID 33675083.
^ ab Callaway, Ewen (2011). «Кембрийские суперхищники стали большими в гонке вооружений». Nature . doi :10.1038/news.2011.318.
^ Zanno, Lindsay E.; Makovicky, Peter J. (22 ноября 2013 г.). «Неовенаторидные тероподы — высшие хищники позднего мела Северной Америки». Nature Communications . 4 (1): 2827. Bibcode :2013NatCo...4.2827Z. doi : 10.1038/ncomms3827 . PMID 24264527.
^ Ван Валкенбург, Блэр; Молнар, Ральф Э. (2002). «Сравнение динозавровых и млекопитающих хищников». Палеобиология . 28 (4): 527–543. Bibcode : 2002Pbio...28..527V. doi : 10.1666/0094-8373(2002)028<0527:DAMPC>2.0.CO;2. JSTOR 3595499. S2CID 85725299.
^ Кривет, Дж.; Вицманн, Ф.; Клуг, С.; Хайдтке, У.Х.Дж. (2008). «Первое прямое доказательство трехуровневой трофической цепи позвоночных в палеонтологической летописи». Труды Королевского общества B: Биологические науки . 275 (1631): 181–186. doi :10.1098/rspb.2007.1170. PMC 2596183. PMID 17971323 .
^ Верделин, Ларс; Макдональд, Х. Г.; Шоу, Кристофер А. (2018). Смилодон: культовый саблезуб. Издательство Университета Джонса Хопкинса. стр. 204. ISBN978-1-4214-2556-6.
^ Макки, Робин (1 марта 2015 г.). «Как охота с волками помогла людям перехитрить неандертальцев». The Guardian . Получено 14 октября 2018 г.
^ Шипман, Пэт (2015). Захватчики: как люди и их собаки привели неандертальцев к вымиранию . Издательство Гарвардского университета. ISBN978-0-674-73676-4. OCLC 893897294.
^ "The 7 categories of dog" . The Daily Telegraph . 10 марта 2017 г. Архивировано из оригинала 2022-01-11.
^ "Португальская водяная собака". The Kennel Club . Архивировано из оригинала 14 октября 2018 года . Получено 14 октября 2018 года .
^ Фергус, Чарльз (2002). Породы охотничьих собак, руководство по спаниелям, ретриверам и легавым собакам . Lyons Press. ISBN978-1-58574-618-7.
^ "История соколиной охоты". Центр соколиной охоты. Архивировано из оригинала 29 мая 2016 года . Получено 22 апреля 2016 года .
^ Rudstam, Lars G.; VanDeValk, Anthony J. (февраль 2004 г.). "Cormorant Predation and the Population Dynamics of Walleye and Yellow Perch in Oneida Lake". Ecological Applications . 14 (1): 149–163. Bibcode :2004EcoAp..14..149R. doi :10.1890/03-5010. JSTOR 4493527. предоставление возможности изучать эффекты увеличения высшего хищника на существующую систему хищник-жертва
^ Кинг, Ричард Дж. (2013). Баклан дьявола: естественная история. University of New Hampshire Press. стр. 9. ISBN978-1-61168-225-0.
^ abcd Хаммершлаг, Нил; Галлахер, Остин Дж.; Вестер, Джулия; Ло, Цзянган; Олт, Джеральд С. (2012). «Не кусайте руку, которая кормит: оценка экологического воздействия снабжения экотуризмом на морского хищника высшего уровня». Функциональная экология . 26 (3): 567–576. Bibcode : 2012FuEco..26..567H. doi : 10.1111/j.1365-2435.2012.01973.x .
^ ab Macdonald, Catherine; Gallagher, Austin J.; Barnett, Adam; Brunnschweiler, Juerg; Shiffman, David S.; Hammerschlag, Neil (2017). «Потенциал сохранения высшего хищника туризма». Biological Conservation . 215 : 132–141. Bibcode : 2017BCons.215..132M. doi : 10.1016/j.biocon.2017.07.013.
^ Джонс, Люси. «План восстановления дикой природы, который вернет Британию к природе». BBC . Получено 6 июня 2018 г. . волки, медведи и рыси бродили по земле. ... Люди вырубали деревья, чтобы освободить место для ферм, и охотились на крупных животных до полного вымирания, оставив травоядных уничтожать флору страны. Великобритания теперь является одной из немногих стран в мире, где нет высших хищников.
^ abc Lister, Paul (28 апреля 2015 г.). «Приведите еще несколько высших хищников» . The Daily Telegraph . Архивировано из оригинала 2022-01-11 . Получено 14 марта 2018 г.
Внешние ссылки
Экологическая функция высших хищников: доклад профессора Джеймса Эстеса (Калифорнийский университет в Санта-Крусе)