Учёные выявили причины уменьшения биоразнообразия млекопитающих

Учёные выявили причины уменьшения биоразнообразия млекопитающих


"Питерские заметки", 08.09.2023:

Крупные млекопитающие играют важную роль в экосистеме. Они создают условия ля проживания, служат добычей, способствуют росту растений и даже влияют на ход лесных пожаров. Однако сегодня меньше половины видов крупных млекопитающих, которые существовали 50 000 лет назад, сохранились, и те, что остались, находятся под угрозой исчезновения из-за усиливающегося климатического изменения и действий человека.

Несмотря на то что вымирание млекопитающих хорошо документировано, очень мало исследований занимались изучением влияния этих утрат на сложные взаимодействия между млекопитающими и их окружающей средой. Исследователи из Технологического института Джорджии используют новую методологию для изучения того, как способность млекопитающих функционировать в своих средах обитания подвергалась угрозам в прошлом и какие трудности их ожидают в будущем.

Дженни Макгуайр, доцент Школы биологических наук и руководитель Лаборатории пространственной экологии и палеонтологии, и Дэниел Лауэр, аспирант, заглянули на миллионы лет в прошлое, наблюдая, как и почему менялись отношения восточноафриканских травоядных с их окружающей средой в разные исторические периоды в условиях потери биоразнообразия. Они использовали новый подход для построения моделей, показывающих, какие конкретные черты млекопитающих - такие как масса тела и форма зубов - эволюционировали вместе с изменяющейся средой, раскрывая факторы, вызвавшие утраты биоразнообразия и как они повлияли на функционирование млекопитающих. Их метод предлагает новую стратегию для изучения последствий изменения экологических условий и для млккопитающих.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.

Исследователи начали с анализа данных на востоке Африки. В этих работах содержались сведения о более чем 200 вымерших и 48 современных видов травоядных (включая африканского слона, жирафа, зебру и бегемота), показывающие, где и когда каждый вид существовал в течение 7,4 миллионов лет. Данные показали, что биоразнообразие млекопитающих на востоке Африки начало снижаться около 5 миллионов лет назад. Они также показали, что уровни биоразнообразия снижались в разные исторические периоды и совпадали с изменениями окружающей среды и появлением ранних людей. Но Макгуайр и Лауэр хотели узнать больше.

"Нас интересовало, что мы найдем, если исследуем, как физические характеристики млекопитающих менялись по мере изменения окружающей среды, а не просто смотрим на уровень их биоразнообразия," - сказал Лауэр. "Это важно, потому что если у видов млекопитающих есть черты, хорошо подходящие для их среды, они лучше способствуют функционированию этой среды. Но если это не так, среда может не функционировать так хорошо, как могла бы."

Чтобы получить более полное представление, им нужно было рассмотреть биоразнообразие с другой стороны. Это потребовало нового подхода, который привел их к адаптации методологии, известной как экометрика.

Экометрика - это метод, который изучает отношения между условиями окружающей среды, где обитают животные, такими как погода и растительность, и функциональными чертами животных, которые влияют на их биологическую производительность. Команда решила сосредоточиться на трех чертах: масса тела, размер зубов и количество рядов.

Каждая из этих черт обладает своим показателем, основанным на степени доминирования среды травами по сравнению с деревьями. Например, если вид имеет большие зубы, он может устойчиво потреблять твёрдую травянистую растительность. В случае более коротких зубов вид скорее приспособлен для потребления мягкой, растительности, такой как кустарники.

Для каждой из трех черт они построили модель отношений черта-среда. Они использовали эти данные , чтобы оценить, какой была окружающая растительность в каждой группе млекопитающих.

"Используя наши модели, мы смогли использовать информацию о чертах, характерных для млекопитающих в сообществах, чтобы оценить, как выглядела окружающая растительность", - сказал Лауэр. "Поскольку эти сообщества существовали в разное время, это позволило нам наблюдать, насколько благоприятными оставались отношения млекопитающих со своей средой в течение времени".

Используя свою экометрическую рамку, исследователи обнаружили ключевое различие между снижением биоразнообразия млекопитающих, которое произошло до приблизительно 1,7 миллиона лет назад, и тем, которое произошло после. Хотя снижение биоразнообразия началось около 5 миллионов лет назад, отношения черта-среда оставались согласованными.

Их анализ показал, что ранние потери биоразнообразия были результатом адаптации видов к средам лугов. Другими словами, эти потери биоразнообразия не обязательно оказали негативное воздействие на способность групп млекопитающих нормально функционировать в своих средах обитания.

Однако позднее, около 1,7 миллиона лет назад, когда климат стал более сухим и переменчивым, а количество растительности на деревьях снизилась, произошел крупный сдвиг. Быстрые потери в количестве и разнообразии видов, а также значительные нарушения в отношениях черта-среда. По результатам исследования ученых, в отличие от предыдущих потерь биоразнообразия, те, которые произошли за последние 1,7 миллиона лет, вероятно, угрожали способности многих видов млекопитающих эффективно функционировать в местных условиях окружающей среды.

"Наши результаты увлекли нас, потому что мы смогли увидеть различия в потерях биоразнообразия и их последствия", - сказал Лауэр. "Эта работа подтверждает идею, что не все потери биоразнообразия одинаковы".

Их результаты имеют важные последствия для видов изменений окружающей среды и климата, которые могут повлиять на млекопитающих в будущем. В прошлом, когда изменения были постепенными, и дикая природа была везде, они могли легко приспосабливаться к этим условиям окружающей среды.

Теперь дикая природа ограничена заборами, дорогами и городами поэтому способность диких животных адаптироваться к быстро меняющимся окружающим средам снижается. Это усугубляется как быстрым темпом, так и увеличивающейся изменчивостью современного климата, что ставит животных в опасность потерять способность нормально функционировать в своей среде.

Анализ команды может пролить свет на то, какие группы млекопитающих следует защищать более тщательно. Исследование демонстрирует, что среди всех сообществ, которые переживают потери биоразнообразия, приоритет следует отдать тем, которые наиболее уязвимы - группам, для которых будущие потери биоразнообразия глубоко повлияют на их способность нормально функционировать.

"Изучая прошлое, мы можем получить чрезвычайно четкое представление о том, как животные реагировали на предыдущие изменения окружающей среды", - сказала Макгуайр. "Мы планируем сотрудничать с проектами в области сохранения природы, чтобы использовать наши результаты для разработки информированных стратегий по сохранению наиболее уязвимых групп млекопитающих".


Внимание! Информация на сайте представлена исключительно в ознакомительных целях, не является призывом к действию. Перед применением любых рекомендаций обязательно проконсультируйтесь со специалистом. Могут иметься противопоказания или индивидуальная непереносимость.