Конкурс «Био/Мол/Текст»-2025/2026

Эта работа опубликована в номинации «Наглядно о ненаглядном» конкурса «Био/Мол/Текст»-2025/2026.

Генеральный партнер конкурса — международная инновационная биотехнологическая компания BIOCAD.

---

«Книжный» спонсор конкурса — «Альпина нон-фикшн»

Изучение роли животных в распространении семян традиционно ассоциировалось с птицами и млекопитающими. Однако последние исследования показывают, что рептилии, например, черепахи, тоже существенно участвуют в этом процессе. В частности, в исследовании, проведенном во Флориде, было выяснено, что черепахи родов Terrapene и Trachemys активно способствуют распространению семян растений, особенно тех, что могут переноситься через проглатывание. В ходе исследования ученые собрали семена инвазивного растения (инвазивное растение — это растение, которое попадает в новую для него местность и быстро распространяется там) Scaevola taccada из экскрементов черепах и растений в их природной среде, а затем провели эксперименты по прорастанию семян в контролируемых условиях. Было обнаружено, что примерно половина семян, проглоченных черепахами, сохранили способность прорастать и делали это так же успешно, как и семена из несъеденных плодов. Эти результаты показывают, что черепахи могут играть важную роль в распространении растений, включая инвазивные виды, что влияет на структуру растительности и биоразнообразие экосистем. Важно отметить, что вклад рептилий в дисперсию, то есть распространение, семян был раньше недооценен, а современные исследования подчеркивают их значимость в поддержании экологического баланса, особенно в условиях антропогенных изменений и распространения инвазивных видов.

Уже давно известно, что млекопитающие и птицы играют значительную роль в распространении семян. Однако за последние годы растет интерес к участию других групп животных, в частности, рептилий, таких как черепахи, ящерицы и змеи, в этом важном экологическом процессе.

Многочисленные исследования показывают, что черепахи, особенно представители родов Terrapene и Trachemys, могут играть значительную роль в распространении семян, особенно для видов растений, приспособленных к диссеминации посредством проглатывания семян. В исследовании, проведенном во Флориде, было выяснено, что черепахи родов Terrapene и Trachemys активно участвуют в распространении семян растений. Они способны переносить те семена, которые подходят по размеру и структуре для прохождения через их пищеварительную систему. То есть, не все семена можно проглотить — мелкие и гладкие семена легче проходят, а крупные или грубые могут застрять или не попасть внутрь. Такой механизм помогает черепахам помогать растениям расширять свои территории, выбирая именно подходящие семена для переноса.

Scaevola taccada в настоящее время внесен во Флориду в список инвазивных видов I категории, а местный S. plumieri внесен в список находящихся под угрозой исчезновения видов. Они также являются источником пищи для черепах в прибрежной экосистеме. После проглатывания семена проходят через пищеварительный тракт черепах, сохраняя свою способность к прорастанию, зачастую с минимальными потерями, и прорастают на значительном расстоянии от родительского растения.

Как же ученые проводили такое непростое исследование? Была исследована площадь около 60 га, которая включала в себя преимущественно прибрежные прерии и мангровые леса с преобладающей растительностью. Ученые собрали проглоченные семена S. taccada из экскрементов коробчатых черепах и с плодоносящих деревьев с августа по ноябрь 2023 года и высадили их на открытом участке для выращивания, чтобы зафиксировать как успешность, так и время прорастания. Этот процесс требовал тщательного планирования, постоянного наблюдения и аккуратного сбора данных, чтобы обеспечить точность и надежность полученных результатов.

Для исследования ученные процеживали фекалии через небольшой кухонный дуршлаг , чтобы собрать семена, или собирали семена непосредственно из образцов, когда они были легко доступны. Семена Scaevola taccada круглые, с несколькими выступающими краями, и имеют диаметр приблизительно 4 мм и могут иметь выступ или вогнутость на вершине, что позволяет легко идентифицировать их и отделять от семян других видов. Были высажены как проглоченные, так и непроглоченные образцы семян в течение 24 часов после сбора в контролируемом участке садоводческого питомника в ботаническом саду Неаполя, округ Коллиер, Флорида, США. Для посадки были использованы 3-галлонные (13,5 литров) пластиковые горшки, содержащие смесь перлита и органической почвы, что является более близкой имитации естественного субстрата, где были собраны семена. Семена были посажены на расстоянии не менее 2,5 см друг от друга во всех направлениях, чтобы обеспечить достаточно места для роста, и покрыты примерно 1 см почвенной смеси. Кашпо стояло на солнце от 6 до 8 часов в день и оставалось так в течение всего исследования. В тех, что содержали семена, поливали дважды в день.

Прорастание в основном происходило в течение 3–6 недель, но продолжалось до 10-й недели. Для оценки успешности прорастания семян использовался хи-квадрат Пирсона. Была построена таблица сопряженности 2×2, используя общее количество проросших и не проросших семян для каждого варианта обработки (потребленных и непотребленных). Всего для сравнения было собрано 50 семян непосредственно с S. taccada. Процент успешного прорастания незначительно различался между двумя группами исследования: 52% — для проглоченных семян и 58% — для непроглоченных. Эти результаты позволяют предположить, что, хотя проглатывание не существенно влияет на вероятность прорастания, семена, съеденные коробчатыми черепахами, все равно могут успешно прорасти, что указывает на их потенциальную роль в распространении этого инвазивного вида по различным типам среды.

Практическое значение этих данных заключается в способности рептилий влиять на структуру растительных сообществ, способствовать расширению ареала инвазивных видов, а также поддерживать разнообразие видов растений в экосистемах.

Несмотря на то, что вклад рептилий в дисперсию семян долгое время оставался недооцененным, современные исследования подчеркивают их значимость в поддержании экосистемных функций, особенно в условиях антропогенных изменений и распространения инвазивных видов. В дальнейшем необходимо расширять научное понимание механизмов взаимодействий между рептилиями и растениями, что позволит более точно оценить их роль в биоразнообразии и устойчивости экосистем.

Литература

1. Joanne Braun, Garnett R. Brooks. (1987). Box Turtles (Terrapene carolina) as Potential Agents for Seed Dispersal. American Midland Naturalist. 117, 312;
2. Andrea F. Currylow, Patrick A. Zollner, Brian J. MacGowan, Rod N. Williams. (2011). A Survival Estimate of Midwestern Adult Eastern Box Turtles Using Radiotelemetry. The American Midland Naturalist. 165, 143-149;
3. Dodd C. et al. (1994). Activity patterns and habitat use of box turtles (Terrapene carolina bauri) on a Florida island, with recommendations for management. Chelonian Conservation and Biology. 781, 97–106;
4. Jordan Donini, Michela Coury, Brooke L. Talley, Adrian Rodriguez, Jaclyn Drew, et. al.. (2024). Home Range and Habitat Selection of Florida Box Turtles (Terrapene carolina bauri) in Coastal Southwest Florida. Northeastern Naturalist. 31;
5. Jean P. Elbers, Don Moll. (2011). Ingestion by a Freshwater Turtle Alters Germination of Bottomland Hardwood Seeds. Wetlands. 31, 757-761;
6. Wilfredo Falcón, Don Moll, Dennis Hansen Frugivory and seed dispersal by chelonians: A review and synthesis — openRxiv;
7. Adriano Jerozolimski, Maria Beatriz N. Ribeiro, Marcio Martins. (2009). Are tortoises important seed dispersers in Amazonian forests?. Oecologia. 161, 517-528;
8. Hong Liu, Steven G. Platt, Christopher K. Borg. (2004). Seed dispersal by the Florida box turtle ( Terrapene carolina bauri ) in pine rockland forests of the lower Florida Keys, United States. Oecologia. 138, 539-546;
9. Jordan Donini, Julianna Loredo, Cristal Navarrete. (2022). The diet of Florida Box Turtles (Terrapene bauri) in a coastal ecosystem in southwestern Florida. RandA. 29, 175-181;
10. Don Moll, Kevin P. Jansen. (1995). Evidence for a Role in Seed Dispersal by Two Tropical Herbivorous Turtles. Biotropica. 27, 121;
11. Adam Moolna. (2008). Preliminary observations indicate that giant tortoise ingestion improves seed germination for an endemic ebony species in Mauritius. African Journal of Ecology. 46, 217-219;
12. S. G. Platt, R. M. Elsey, H. Liu, T. R. Rainwater, J. C. Nifong, et. al.. (2013). Frugivory and seed dispersal by crocodilians: an overlooked form of saurochory?. Journal of Zoology. 291, 87-99;
13. Steven G. Platt, Clint Hall, Hong Liu, Christopher K. Borg. (2009). Wet-season Food Habits and Intersexual Dietary Overlap of Florida Box Turtles (Terrapene Carolina Bauri) on National Key Deer Wildlife Refuge, Florida. Southeastern Naturalist. 8, 335-346.