Биоразнообразие может дестабилизировать экосистемы

Экосистемы обеспечивают людей пищей, водой, ресурсами и рекреационными пространствами, поэтому важно сохранять их функциональность и стабильность. Экологи из Университета Цюриха и Швейцарского федерального института водных наук и технологий (Eawag) провели уникальный эксперимент, чтобы изучить факторы, влияющие на стабильность.

Учёные исследовали, как биоразнообразие влияет на стабильность экосистем, используя в качестве модельных организмов шесть видов инфузорий — микроскопических простейших, обитающих в воде. В пробирках создавались миниатюрные экосистемы с разным числом и сочетаниями видов, которые затем содержались при температурах от 15 до 25 °C. Повышение температуры имитировало климатические изменения, так как инфузории ранее жили при 15 °C.

Для анализа стабильности производства биомассы применялись новые методы видеоанализа. Алгоритм, разработанный командой, позволил идентифицировать виды инфузорий примерно в 20 000 видеозаписей образцов, сделанных под микроскопом.

Противоречивые результаты

Результаты оказались противоречивыми: высокое биоразнообразие одновременно способствует и препятствует стабильности экосистемы. «Экологическая стабильность сложна и состоит из различных компонентов», — объясняет первый автор исследования Франк Пеннекамп. «Эксперимент показывает, как биоразнообразие по-разному влияет на отдельные компоненты стабильности».

Чем разнообразнее было сообщество видов, тем меньше колебалась продукция биомассы — независимо от температуры. Однако при более высоких температурах продукция биомассы снижалась с увеличением числа видов в системе.

«Тот факт, что различные компоненты реагируют по-разному, следует учитывать при управлении экосистемами, поскольку между разнообразием и общей стабильностью могут возникать нелинейные связи в зависимости от веса компонентов», — отмечает Пеннекамп.

Анализ литературы показал, что аналогичные противоречивые связи между биоразнообразием и стабильностью наблюдаются и в других экосистемах, например, в луговых или водорослевых сообществах. «Результаты показывают, что одного лишь увеличения числа видов недостаточно для обеспечения общей стабильности экосистемы», — говорит профессор водной экологии Eawag Флориан Альтерматт. «Помимо разнообразия видов, сами виды должны быть способны по-разному реагировать на изменения окружающей среды».