В естественных условиях влияние биоразнообразия сильнее, чем предсказывают эксперименты

Сотни экспериментов показали, что биоразнообразие способствует более здоровым и продуктивным экосистемам. Однако многие эксперты сомневались, подтвердятся ли эти результаты в реальном мире. Исследование Смитсоновского института и Мичиганского университета, опубликованное в среду в журнале Nature, даёт решительный ответ: влияние биоразнообразия в дикой природе не просто соответствует предсказаниям экспериментов — оно превосходит их.

«Наличие разнообразия — это не просто эстетика», — сказал Эммет Даффи, ведущий автор и морской эколог из Смитсоновского экологического исследовательского центра. — «Это действительно важно для функционирования экосистем — их продуктивности, способности перерабатывать питательные вещества, поглощать отходы и защищать береговые линии».

Ранее экологи в основном изучали влияние биоразнообразия в тщательно контролируемых экспериментах: высаживая один или несколько видов на участках при одинаковых прочих условиях и наблюдая, какие участки развиваются лучше. Чтобы выявить влияние биоразнообразия за пределами экспериментов, биологи синтезировали данные 67 наблюдательных исследований природных систем в полевых условиях. Исследования охватили луга, леса, пресноводные и морские среды на всех семи континентах и содержали данные с более чем 600 000 точек отбора проб по всему миру.

Во всех типах экосистем, которые проанализировала команда, биоразнообразие было неразрывно связано с более процветающими экосистемами. Более разнообразные системы имели более высокую биомассу, и этот эффект в естественных исследованиях был сильнее, чем предсказывали контролируемые эксперименты. Эта связь сохранялась даже после учёта других факторов среды, таких как температура и питательные вещества. В природе биоразнообразие превзошло климат как наиболее мощный предиктор производства биомассы примерно в половине исследований и превзошло фактор питательных веществ в двух третях из них.

«Теперь у нас есть убедительные доказательства из моделей, контролируемых экспериментов и исследований природных систем — и все они согласуются в том, что экосистемы с большим разнообразием жизни более продуктивны, чем экосистемы с меньшим биологическим разнообразием», — сказал Кейси Годвин, соавтор и эколог из Мичиганского университета. — «Следовательно, если мы хотим сохранить продуктивность и функционирование экосистем Земли, сохранение их биоразнообразия имеет критически важное значение».

Учёные предполагают, что есть несколько возможных объяснений силы биоразнообразия в природе.

1. Количественный фактор. В естественных экосистемах, как правило, изначально обитает гораздо больше видов, чем в большинстве экспериментов. При таком «огневой мощи» более вероятно, что процветать будет именно та комбинация видов, которая лучше всего приспособлена к местным условиям.
2. Другие типы разнообразия. Даже когда учёные смоделировали гипотетический сценарий с меньшим количеством видов (как в экспериментах), естественные системы всё равно сохраняли преимущество. Это второе преимущество может проистекать из других типов разнообразия в природе помимо видового. Различия в освещённости, влажности или других переменных — те различия, которые учёные старательно исключают в экспериментах, — повсеместно существуют в природных сообществах. Эти различия могли дать разнообразным сообществам больше возможностей для процветания, усиливая в итоге всю экосистему.

«Эксперименты были невероятно ценны для демонстрации того, как и почему биоразнообразие может влиять на основные экологические процессы, такие как производство биомассы, что важно для людей, потому что оно производит кислород, которым мы дышим, создаёт пищу, которую мы едим, и очищает воду, которую мы пьём», — сказал соавтор Брэд Кардинале, эколог и профессор Мичиганского университета. — «Но эксперименты, вероятно, слишком малы и коротки, чтобы раскрыть всю важность биоразнообразия в реальных экосистемах, где растения и животные эволюционировали и взаимодействовали друг с другом на протяжении тысяч лет».

По словам учёных, удивительная сила биоразнообразия делает миссию по его защите чем-то большим, чем просто спасение видов ради них самих. Сохранение жизни во всём её многообразии жизненно важно не только для защитников природы, но и для здоровья бизнеса и сообществ.

«Разнообразие жизни, которое у нас есть на Земле, чрезвычайно важно для нашего будущего», — сказал Даффи. — «Мы не можем просто ожидать, что мир восстановится, когда мы что-то уничтожим, а затем уберём стрессовый фактор… Различные виды выполняют разные функции и взаимодействуют таким образом, что заставляют экосистему работать».