В новом исследовании международной группы ученых, в которую входили биологи-природоохранники из университета Брауна, использовались инновационные методы для эффективного и точного анализа пищевых привычек двух групп слонов в Кении. Целью было разобраться в диете этих огромных млекопитающих, вплоть до конкретных видов растений, которые животные в группе употребляли в пищу. Выводы ученых о привычках отдельных слонов помогают ответить на важные вопросы о поведении групп при добыче пищи и понять подходы к сохранению видов, которые лучше всего обеспечивают не только сытость, но и удовлетворение слонов.

"Для защитников природы очень важно помнить, что, когда животные не получают достаточного количества пищи, в которой они нуждаются, они могут выжить, но не будут процветать, — говорит автор исследования Тайлер Картцинель, доцент кафедры экологических исследований и экологии, эволюции и биологии организмов в университете Брауна. — Улучшая понимание того, что ест каждая особь, мы можем лучше управлять знаковыми видами, такими как слоны, носороги и бизоны, чтобы обеспечить устойчивый рост их популяций".

Один из основных инструментов, который ученые использовали для проведения своего исследования, называется ДНК-метабаркодирование, передовой генетический метод, который позволяет исследователям идентифицировать состав биологических образцов путем сопоставления извлеченных фрагментов ДНК, представляющих пищу слона, с библиотекой растений. 

По словам Карцинеля, университет Брауна разрабатывает приложения для этой технологии и объединяет исследователей из области молекулярной биологии и вычислительной техники для решения проблем, с которыми сталкиваются защитники природы в этой области.

Как отмечает ученый, это первое использование метабаркодирования ДНК для ответа на давний вопрос об экологии социального поиска пищи, то есть о том, как члены социальной группы, например семьи, решают, какие продукты есть.

"Когда я разговариваю с неэкологами, они ошеломлены, узнав, что у нас никогда не было четкого представления о том, что на самом деле едят все эти харизматичные крупные млекопитающие в природе, — объясняет Карцинель. — Причина в том, что этих животных трудно и опасно наблюдать с близкого расстояния, они делают длинные переходы, кормятся ночью и в густых зарослях, и многие растения, которыми они питаются, довольно маленькие".

По словам ученого, проводившего полевые исследования в Кении, проблема не только в том, что за слонами трудно следить, но и в том, что определить на глаз, что именно они употребляют в пищу, практически невозможно даже опытному ботанику.

Любимая еда слона

Исследовательская группа сравнила новый подход с методом, называемым анализом стабильных изотопов, который включает химический анализ шерсти животных. Два автора исследования, Джордж Виттемайер из Университета штата Колорадо и Туре Серлинг из Университета штата Юта, ранее показали, что когда идут дожди слоны предпочитают свежую траву и переключаются на поедание листвы деревьев в течение долгого засушливого сезона. Хотя новое расширенное исследование позволило исследователям определить широкомасштабные модели питания, они все же не смогли различить конкретные типы растений в рационе слона.

Команда объединила комбинированный анализ стабильных изотопов углерода из фекалий и волос слонов с диетическим метабаркодированием ДНК, GPS-отслеживанием и данными дистанционного зондирования, чтобы оценить диетические вариации отдельных слонов в двух группах. Они сопоставили каждую уникальную последовательность ДНК в образце с коллекцией эталонных растений и сравнили рационы отдельных слонов на протяжении продолжительного отрезка времени.

Оказалось, что различия в питании между особями часто были намного больше, чем предполагалось ранее. Даже среди членов семьи, которые собирали пищу вместе в какой-то конкретный день.

Это исследование помогает разрешить классический парадокс в экологии дикой природы, говорит Карцинель: "Как социальные связи удерживают вместе семейные группы в мире с ограниченными ресурсами?". Другими словами, учитывая, что все слоны, по-видимому, едят одни и те же растения, почему конкуренция за пищу не отталкивает их друг от друга и не заставляет добывать корм независимо друг от друга.

Простой ответ заключается в том, что слоны меняют свой рацион не только в зависимости от того, что доступно, но и в зависимости от своих предпочтений и физиологических потребностей. Беременная слониха, например, может иметь разные пристрастия и потребности в разные периоды беременности.

Хотя исследование не было предназначено для объяснения социального поведения, эти результаты помогают информировать теории о том, почему группа слонов может собирать корм вместе: отдельные слоны не всегда едят те же растения, поэтому обычно пищи достаточно.

Исследование было опубликовано в журнале Royal Society Open Science.