Измерение дальности расселения Alliaria petiolata на короткие расстояния и определение потенциальных механизмов расселения на большие расстояния

Введение: Травянистое растение Alliaria petiolata распространилось в лесных массивах Северной Америки. Его экология хорошо изучена, однако дальность и механизмы распространения семян остаются недостаточно исследованными. Мы измерили дальность распространения семян в природных условиях и проверили, может ли эпизоохория быть механизмом их расселения на большие расстояния.

Методы: Дальность распространения семян измеряли с помощью семенных ловушек, размещённых по секторам вокруг трёх источников семян. Каждый источник представляли 15 растениями второго года жизни, пересаженными в круг диаметром 0,25 м. Ловушки располагали на расстоянии от 0,25 до 3,25 м от источника и оставляли в поле до рассеивания большинства семян. По методу максимального правдоподобия для числа семян в ловушках подбирали восемь функций плотности вероятности. Эпизоохорию как потенциальный механизм распространения семян оценивали в полевых и лабораторных экспериментах. Чтобы проверить, переносят ли мелкие млекопитающие семена на шерсти, вокруг плотных зарослей размещали экспериментальные блоки. Каждый блок включал вариант с доступом млекопитающих и контроль. Вариант с доступом млекопитающих представлял собой деревянный каркас размером 31 × 61 × 31 см, покрытый проволочной сеткой, за исключением двух торцов размером 31 × 31 см; его устанавливали над лотком с почвогрунтом для проращивания. В центр лотка помещали ёмкость с приманкой. Контрольный каркас размером 11 × 31 × 61 см устанавливали над лотком для проращивания и полностью покрывали проволочной сеткой, чтобы исключить доступ животных. Варианты оставляли в поле на период максимального рассеивания семян. В марте лотки переносили в теплицу, подсчитывали проростки и сравнивали их число между вариантами. Чтобы определить, прикрепляются ли семена к шерсти енота-полоскуна (Procyon lotor) и белохвостого оленя (Odocoileus virginianus), влажные и сухие семена помещали на влажную и сухую шерсть. Шерсть поворачивали на 180°, после чего подсчитывали сохранившиеся на ней семена. Для оценки удержания семян их помещали на шерсть и поворачивали её так же, затем в течение часа встряхивали. После этого подсчитывали семена, оставшиеся на шерсти.

Результаты: Для эксперимента по распространению семян наилучшее соответствие данным и наибольшую биологическую интерпретируемость показала функция 2Dt. Согласно её прогнозу, плотность семян быстро снижалась по мере удаления от источника. Средняя дальность распространения составила 0,52 м, а 95% семян распространялись на расстояние не более 1,14 м. В полевом эксперименте по эпизоохории активность млекопитающих и число проростков в лотках были выше в варианте с доступом млекопитающих, чем в контроле. Лабораторные исследования показали, что шерсть енота-полоскуна и белохвостого оленя прикрепляла и удерживала 3–26% семян. При влажности семян или шерсти доля удержанных семян значимо возрастала до 57–98%.

Выводы: Без животных-переносчиков большинство семян падает на небольшом расстоянии от источника; однако расселение на большие расстояния может происходить благодаря эпизоохории. Полученные данные согласуются с широким распространением Alliaria petiolata и формированием плотных скоплений этого вида на территориях инвазии.