Биоразнообразие — это больше, чем просто количество видов

Новое исследование одной из нерешенных загадок экологии — почему биоразнообразие выше в тропиках по сравнению с холодными регионами — показало, что хотя этот давно признанный паттерн верен для общего числа видов, он не работает для того, как разные виды "зарабатывают на жизнь".

Исследование, проведенное экологами из Университета Аризоны, привело к неожиданным ответам и помогло основать новую дисциплину — функциональную биогеографию.

• Ключевой вывод: В то время как общее количество видов в тропических средах обитания (например, в тропических лесах) больше, чем севернее или южнее, разнообразие экологических функций (то, что виды делают для жизни) на самом деле выше в умеренных регионах.

Что такое функциональная биогеография?

Это новая дисциплина, изучающая географическое распределение форм, функций и признаков организмов. Её цель — помочь ученым лучше предсказывать происхождение биологического разнообразия и реакцию экосистем на изменение климата.

Как проводилось исследование?

Ученые использовали уникальную базу данных Botanical Information and Ecology Network (BIEN), содержащую более 20 миллионов записей о распространении видов и их экологических функциях. Они сравнили разнообразие функций, выполняемых видами (как показатель разнообразия доступных сред обитания), в тропиках и умеренных зонах.

• Инструменты: Для анализа огромных наборов данных о признаках (например, плотность древесины, размер семян, высота растения) и распространении видов по всей Северной и Южной Америке использовались подходы big data и инфраструктура iPlant Collaborative.
• Результат: Анализ не подтвердил популярную гипотезу о том, что большее видовое разнообразие в тропиках объясняется большим количеством доступных экологических ниш (сред обитания). Напротив, наибольшее функциональное разнообразие было обнаружено в умеренных регионах.

Значение и перспективы

• Чтобы понять, как функционируют экосистемы, и прогнозировать их изменения, необходимо выйти за рамки простого каталогизирования видов.
• Вопрос о причинах более высокого видового богатства в тропиках остается открытым. Возможно, ответ лежит в комбинации нескольких существующих теорий.
• Функциональная биогеография, подобно геномике в генетике, позволяет изучать "функциональный портрет" экосистем в глобальном масштабе.

Исследование опубликовано в специальном выпуске журнала PNAS.