Лемминги. Эксперимент.
Для популяций многих животных характерны периодические колебания численности. Типичным примером этого явления всегда были лемминги - мелкие грызуны, живущие в тундре. Обычно пики численности наблюдаются у них раз в несколько лет. Однако исследования популяции леммингов северо-восточной Гренландии показали, что такая картина сохранялась только до конца 90-х годов 20 века (см. график). А затем количество леммингов резко снизилось и, как видно на графике, вспышки численности прекратились. Назовите как можно больше возможных причин, которые могли привести к наблюдаемым изменениям: снижению общего числа леммингов и исчезновению вспышек численности.
Периодические зимние оттепели, вызванные потеплением климата, приводят к частому таянию снега зимой, затоплению подснежных ходов, запасов пищи и гнездовых камер леммингов. Это приводит к гибели взрослых особей и зимних выводков, которые являются основой роста численности во время вспышки. Чередование оттепелей и заморозков приводит не только к затоплению подснежных ходов, но и к уплотнению приземного слоя снега, смерзанию его и верхнего слоя почвы.
В такой ситуации лемминги не могут прокладывать подснежные ходы и гибнут. Эта ситуация наблюдается как в северо-восточной Гренландии, так и в северной Европе. В такой ситуации популяция леммингов испытывает сильнейший стресс под давлением внешних факторов. Адаптивные механизмы внутрипопуляционной регуляции, включающие рост численности после спада, не могут вывести численность леммингов на уровень быстрого роста. Внешние факторы оказываются сильнее. Нет длительного спокойного периода подснежной жизни, когда популяция может накопить ресурсы для быстрого роста.
Однако упоминание в ответе только этой версии не дает ответу максимальный балл.
Смысл поставленной задачи в том, чтобы предложить как можно больше наиболее правдоподобных и правильно сформулированных версий.
Наиболее правдоподобные версии, которые могли бы дать объяснение сложившейся ситуации:
1. Отсутствие снежного покрова продлевает период успешной охоты хищников на леммингов. Песцы не откочевывают в зону лесотундры, полярные совы и поморники продолжают охотиться на леммингов.
2. Отсутствие снежного покрова позволяет успешно пастись северным оленям на больших территориях. Северный олень выступает в роли пищевого конкурента леммингов.
3. Антропогенное воздействие, выразившееся в освоении территории обитания леммингов. Это может привести к разделению популяции на отдельные локусы без возможности сообщения между ними. Химическое и радиационное загрязнение территории обитания леммингов также могло бы привести к сокращению их численности.
4. Появление НОВЫХ заболеваний.
5. Появление НОВЫХ хищников.
Разумные идеи, за которые ставили баллы, могут быть сгруппированы в несколько категорий.
Изменение климата
Изменения климата – это глобальный фактор, который является причиной многих процессов в окружающей среде. Очень важно правильно раскрыть понятие "изменение климата". Изменением климата можно объяснить очень много экологических явлений в живой природе, но применительно к популяции леммингов необходимо уточнение, что именно потепление вызвало негативные процессы, повлиявшие на популяционную динамику. Если в ответе есть версия "Изменения климата" без пояснений, то присуждается 0 баллов. Если в ответе упоминается версия "Потепление климата" без дальнейшего пояснения, то присуждается 1 балл, так как "потепление климата" это верное раскрытие понятия "изменение климата", но не раскрыты последствия этого для популяции леммингов. Если же встречается версия "похолодание климата", то ставится 0 баллов, так как это неверное раскрытие понятия "изменение климата". Версии "таяние снежного покрова", "таяние ледников" без детализации оценивается в 0 баллов. Это само собой разумеется при потеплении. Само по себе таяние снега не может вызвать гибели леммингов. Если есть пояснение, что в результате таяния снега происходит затопление подснежных ходов леммингов, они не могут добывать пищу, что приводит к их гибели, то добавляется 2 б.
Версия гибели подснежных выводков леммингов в результате затопления гнездовых камер оценивается в 2 б.
Упоминание смерзания и уплотнения приземного слоя снега, в результате которых лемминги не могут прокладывать подснежные ходы, добавляет 2 б.
Необходимо иметь в виду, что версия "затопление территории является причиной гибели леммингов" не может быть признана верной (0 баллов), так как тундра каждую весну переживает сильное обводнение, но лемминги всегда выживали, так как они неплохо плавают. Версия, в которой упоминается, что уменьшение снежного покрова привело к более длительной активности хищников, питающихся леммингами, добавляет 2 б.
Антропогенное воздействие, человеческий фактор, воздействие человека - формулировки, нуждающиеся в правильном раскрытии. Упоминание этого фактора без пояснения оценивается в 0 баллов.
Промышленное освоение, индустриализация территории обитания леммингов без дальнейших пояснений – также 0 баллов.
Разрушение природной среды обитания леммингов в результате хозяйственной деятельности человека - 1 б. (Строго говоря, сложно разрушить «среду обитания» целой популяции леммингов. Для этого нужно уничтожить гигантские площади тундры.)
Загрязнение любого типа - 2 б.
Застройка мест обитания леммингов, в результате чего резко уменьшился ареал обитания популяции - 2 б.
Снижение антропогенного пресса на хищников (введение запретов на охоту на песцов), в результате чего расплодились хищники - 2 б.
Охота на леммингов - 0 баллов. Лемминги не являются объектом охоты.
Хищники
Интродукция, появление новых, увеличение численности существующих хищников в результате действия каких-то новых факторов - 2 б.
Конкуренция
Пищевые, территориальные конкуренты - 2 б.
НОВЫЕ болезни Новые вирусы, инфекции, эпидемии, паразиты - 2 б.
Эпизоотии всегда сопровождали жизнь грызунов, тем не менее, их численность всегда восстанавливалась. Возможна версия появления нового очага смертельной инфекции, передающейся из поколения в поколение.
Прочее
Катастрофические явления, стихийные бедствия - 2 б.
Озоновые дыры - 0 баллов. На леммингов они не влияют, так как лемминги покрыты шерстью.
Уменьшение количества корма (без пояснения) - недостаточно проработанная гипотеза, 0 б. Может рассматриваться версия уменьшения количества корма в результате загрязнения (оценивается как версия загрязнения), пожара и др. катастрофических явлений (оценивается как версия катастроф и стихийных бедствий).
Вопрос описывает реальную ситуацию и создан на основе статей Ecological Dynamics Across the Arctic Associated with Recent Climate Change (Post E. et al, 2009. Science, 325,1355–1358, doi:10.1126/science.1173113) и Climate change and cyclic predator–prey population dynamics in the high Arctic (Olivier G. et al, 2009, Ecological Dynamics Across the Arctic Associated with Recent Climate Change, 15, 2634–2652. doi:10.1111/j.1365-2486.2009.01927.x).
Это исчерпывающий список правильных ответов, которые приведены в работах всех участников. Все остальные варианты ответов не засчитывались и не будут засчитаны в случае апелляции.