Биоразнообразие может повысить эффективность экосистемы
Влияние человека на эволюцию может приводить к замене разнообразия специализированных видов меньшим числом видов-универсалов, как в случае с сигами в швейцарских озерах. Новый анализ показывает, что сообщества разнообразных специалистов используют трофические ресурсы более эффективно.
В специальном выпуске Королевского общества (Великобритания), посвященном влиянию человека на эволюцию, два обзорных материала рассматривают рыб. Второй, подготовленный при участии Eawag, анализирует влияние эвтрофикации озер на биоразнообразие рыб. Авторы показывают, что рост первичной продукции из-за эвтрофикации может вызывать изменения во всей пищевой сети. Это влияет на физико-химическую среду, что, в свою очередь, через процессы отбора воздействует на флору и фауну озер. Такие изменения могут сокращать доступность местообитаний, стирая различия в привычках и поведении, которые ранее способствовали разделению и генетической дифференциации видов. Таким образом, эвтрофикация часто приводит к снижению экологической специализации и генетической, а также фенотипической гомогенизации видов как между озерами, так и между нишами внутри озер.
Эти выводы согласуются с более ранним исследованием Eawag о сигах (опубликовано Vonlanthen et. al. в Nature в 2012 г.). В новой работе феномен "эко-эволюционной обратной связи" изучен глубже. На примере сигов авторы не только изучили влияние эвтрофикации на биоразнообразие, но и впервые проанализировали взаимосвязь между текущими уловами, доступностью питательных веществ и функциональным разнообразием. Последнее измерялось по диапазону ключевого функционального признака — количества жаберных тычинок: рыбы с редкими тычинками лучше приспособлены к питанию у дна, но не могут эффективно фильтровать планктон, и наоборот.
Было показано, что уловы относительно продуктивности озера выше в озерах с большим разнообразием сигов. Например, в озерах Тун или Люцерн, которые не подвергались сильной эвтрофикации и где сохранились относительно разнообразные сообщества, улов сига на единицу фосфора выше, чем, скажем, в озерах Цуг или Женева. По мнению исследователей, это указывает на более эффективное использование доступных трофических ресурсов.
Шесть различных видов сигов в озере Люцерн
До недавнего времени в озере Люцерн было известно четыре вида сигов, различающихся размером, формой и глубиной/сезоном нереста: Coregonus suidteri ("Balchen/Bodenbalchen"), C. zugensis ("Albeli"), C. nobilis ("Edelfisch") и так называемый "Alpnacherfelchen". В 2009 году ученые Eawag идентифицировали пятый вид, нерестящийся на глубинах между C. suidteri (до ~10 м) и C. zugensis (от ~40 м), получивший неофициальное название "Schwebbalchen".
Теперь группа под руководством Оле Зеехаузена, заведующего отделом экологии и эволюции рыб Eawag, выявила шестой вид. Все шесть видов сигов различаются генетически, скоростью роста и поведением при нересте; в большинстве случаев они также различаются внешним видом и числом жаберных тычинок. Удивительно, что новейший, еще не названный вид, нерестится в непосредственной близости от "Schwebbalchen", но встречается преимущественно в открытых водах озера.
По словам Зеехаузена, обнаружение еще одного вида сига в озере Люцерн подчеркивает важность объективных стратегий отбора проб с использованием количественных генетических и морфологических методов: «Они необходимы, чтобы понять эволюционные механизмы, формирующие биоразнообразие, а также для улучшения природоохранных мер и управления рыболовством».