Жизнь пустыни зависит от надежного доступа к воде. В абсолютной пустыне Намибии, где я провел 18 месяцев, занимаясь исследованиями для доктора философии, дикая природа концентрируется вокруг природных источников. Все чаще животные там также полагаются на искусственные водоемы, предназначенные для домашнего скота.
Но вода может варьироваться как по количеству, так и по качеству, и у животных разные потребности. Некоторые виды, такие как крыса кенгуру, могут годами выживать без питьевой воды, получая ее вместо пищи. Чаще всего перемещения пустынных животных ограничены надежным доступом к воде.
Часть моих исследований посвящена изучению взаимосвязи между видами летучих мышей и качеством воды в африканской пустыне. Исходя из моих наблюдений, я считаю, что в засушливых местах люди могут найти пригодные для использования источники воды и обнаружить изменения в качестве источников, которые они уже используют, наблюдая за летучими мышами.
В сельской местности доступ к воде затруднен. Этот молодой намибийец каждый день путешествует в две мили туда и обратно, чтобы собирать воду для питья, приготовления пищи и уборки. (Тереза Лаверти, CC BY-ND) Измерение загрязнения канареками, мхом и рыбой
В течение многих лет люди использовали растения и животных в качестве индикаторов окружающей среды. Известно, что шахтеры несли с собой канареек в угольные шахты для обнаружения токсичных газов, в том числе окиси углерода, до разработки современного оборудования для обеспечения безопасности.
Сегодня ученые используют много живых организмов в их естественной среде обитания для оценки изменений в окружающей среде. Хорошими биоиндикаторами, как правило, являются виды, которые в изобилии, распространены и чья жизнь относительно понятна, но также чувствительны к определенным нарушениям или стрессам, таким как дефицит воды или загрязнение.
Например, некоторые исследователи определяют концентрацию пестицидов путем мониторинга размеров популяции и состояния тела амфибий и рыбоядных птиц. Растения являются полезными биоиндикаторами для многих типов загрязнения воздуха, потому что они поглощают воздух через свои листья. Точно так же рыба и другие мелкие водные организмы могут быть эффективными биоиндикаторами загрязнения воды.
Чистая питьевая вода недостаточна и истощается
По данным Организации Объединенных Наций, за последнее столетие глобальное потребление воды возросло более чем в два раза. Во многих местах подземные воды используются более быстрыми темпами, чем их можно пополнить. И качество воды снижается. По крайней мере дюжина крупных городов может столкнуться с ограничениями в использовании воды в ближайшие несколько десятилетий.
Качество воды, как правило, ухудшается, когда люди выкачивают все большее количество из-под земли. Соль и токсичные вещества становятся более концентрированными в оставшихся грунтовых водах по мере уменьшения их объема. На поверхности загрязнение от сельского хозяйства, добычи полезных ископаемых и человеческих отходов снижает качество воды в реках, озерах и прудах.
Правительственные учреждения в развитых странах контролируют и обрабатывают запасы пресной воды, чтобы обеспечить их соответствие стандартам питьевой воды, предназначенным для людей и домашнего скота. Затраты на лабораторный анализ часто начинаются с 100 долларов США или более за образец и быстро складываются. Поэтому ученые часто прибегают к биологическим показателям, таким как водные насекомые и рыбы, для оценки качества воды.
Усыпанные фруктами летучие мыши Вальберга (Epomophorus wahlbergi), обитающие в Танзании. (Д. Гордон, Э. Робертсон, CC BY-SA) Следуй за летучими мышами
В пустыне Намиб бассейны с пресной водой редки и изолированы. Эфемерные реки Намибии текут лишь несколько дней в году, поэтому водным насекомым и рыбам очень трудно путешествовать между водоемами. Но поскольку летучие мыши могут летать, они могут находить источники пресной воды на больших площадях и могут посещать несколько прудов за одну ночь. Один вопрос, который я изучаю, заключается в том, что летучие мыши чаще путешествуют в поисках качественной воды, чем в поисках пищи.
В мире насчитывается более 1300 видов летучих мышей, обитающих в различных средах на всех континентах, кроме Антарктиды. Они опыляют растения, рассеивают семена и потребляют насекомых, в том числе распространяющих болезни переносчиков, таких как комары.
Поскольку их крылья большие и неизолированные, летучие мыши уязвимы для обезвоживания. Даже самые приспособленные к пустыне виды нуждаются в воде. Качество воды влияет на них непосредственно, когда они пьют, и косвенно, когда они потребляют добычу насекомых, многие из которых проводят часть своей жизни, растя в воде. Это делает летучих мышей отличными показателями качества воды. В крайних случаях они умирали после того, как питьевая вода загрязнена инсектицидами или тяжелыми металлами.
Чтобы найти высококачественные поверхностные воды, люди могли наблюдать уровни активности летучих мышей, используя акустические детекторы для записи эхолокационных сигналов летучих мышей. Хотя люди в большинстве своем не слышны для людей, они могут идентифицировать летучих мышей на уровне видов по их призывам. Мониторинг видов, которые с течением времени связаны с высококачественной водой, поможет муниципалитетам обнаруживать изменения в качестве воды. Во время моего пребывания в Намибии я наблюдал, что активность всех местных видов летучих мышей снижается в источниках с высокой концентрацией соли.
Предварительные анализы показывают, что длиннохвостый серотин (Eptesicus hottentotus) может указывать на присутствие высококачественной воды в северной пустыне Намиб. Было обнаружено, что этот вид более активен в прудах дальше от населенных пунктов с минимальным загрязнением. (Тереза Лаверти, CC BY-ND) Химия воды по-разному влияет на разные виды летучих мышей. Например, одно исследование показало, что некоторые виды в пустыне Негев в Израиле, такие как летучая мышь-подкова ( Rhinolophus hipposideros ), избегали питьевую воду более низкого качества, в то время как другие виды оказались более устойчивыми к загрязнению.
Ученые до сих пор пытаются определить, переносят ли летучие мыши соленую питьевую воду и насколько хорошо. Исследование, проведенное в Западной Австралии, показывает, что повышенный уровень соли в поверхностных водах из-за добычи золота может снизить активность летучих мышей, поиск пищи и питье. Если это правда, люди, живущие в этих районах, могут обнаружить изменения в качестве воды, такие как повышение солености, путем измерения активности и моделей потребления чувствительных видов летучих мышей. Благодаря новым инструментам, таким как детекторы летучих мышей для смартфонов, это становится проще и дешевле, чем тестирование проб воды в лабораториях.
Качество воды ближнее и дальнее
Проблемы качества воды не ограничиваются отдаленными пустынями или городами в засушливых регионах, таких как Кейптаун, Южная Африка. В моем прибрежном родном городе Нью-Джерси добывающие скважины закачивают пресную воду с высоты около 900 футов под землю из системы водоносных горизонтов Кирквуд-Коханси. По мере снижения уровня воды в водоносном горизонте соленая вода попадает в поры, ранее заполненные пресной водой. Соленая вода в настоящее время приближается к колодцам моего округа со скоростью около 300 ярдов в год.
В дополнение к перекачке грунтовых вод асфальтированные поверхности и противогололедные дорожные соли увеличили концентрацию соли в водоемах пресной воды на всей территории Соединенных Штатов, что угрожает состоянию нашей питьевой воды в огромных масштабах.
Потенциал летучих мышей как экологических индикаторов - это только последняя причина для изучения и сохранения этих важных существ. Во всем мире около трети видов летучих мышей находятся под угрозой исчезновения, уязвимы к исчезновению или «дефициту данных», что означает, что ученые слишком мало знают, чтобы выносить суждения об их статусе. Но при эффективной защите мониторинг чувствительных видов летучих мышей вскоре может стать реальным способом поиска чистой воды в отдаленных районах отдаленных пустынь - или даже в сельских районах Соединенных Штатов.
Эта статья была первоначально опубликована на разговор.
Тереза Лаверти, доктор философии Кандидат на кафедру рыб, дикой природы и биологии охраны природы, Колорадский государственный университет
