Ученые используют большие данные для планирования природоохранных мер
Несмотря на огромный объем новой информации о разнообразии и распространении растений и животных по всему миру, «большие данные» пока не оказали существенного влияния на природоохранные усилия по сохранению биоразнообразия планеты. Однако это может скоро измениться.
Новая модель, разработанная биологом Калифорнийского университета в Беркли Брентом Мишлером и его коллегами из Австралии, использует растущий массив данных — значительная часть которых получена из недавно оцифрованных музейных коллекций — для помощи в определении наилучших территорий для создания заповедников и для понимания эволюционной истории жизни на Земле.
Модель учитывает не только количество видов на территории (стандартная мера биоразнообразия), но также их вариативность и географическую редкость, или эндемизм.
Новая модель, требующая интенсивных компьютерных вычислений, описана в онлайн-выпуске журнала Nature Communications.
Применение модели в Калифорнии
Модель, названная категориальным анализом нео- и палеоэндемизма (CANAPE), может использоваться с любой качественной геокодированной базой данных о распространении видов и их родственных связях. Ранее в этом году Мишлер и его коллеги получили грант в $391 000 от Национального научного фонда (NSF) на трехлетний проект по применению CANAPE к базам данных о растениях штата, в первую очередь к данным Консорциума гербариев Калифорнии.
Предварительные результаты по Калифорнии уже выделили регионы — такие как верхняя часть долины Сакраменто возле озера Шаста, пояс прибрежных секвой и уникальные серпентинитовые почвы района залива Сан-Франциско — как очаги эндемичного биоразнообразия, заслуживающие сохранения.
Учет всего Древа Жизни
Модель Мишлера, по сути, прикладывает «линейку» к ветвям Древа Жизни — диаграмме, иллюстрирующей родственные связи между видами. Современные живые виды — это конечные «почки» на каждой веточке, а близость веточек показывает степень родства видов.
Новый метод начинает с анализа филогенетического разнообразия (ветвей, связывающих виды на определенной территории), но затем придает больший вес тем ветвям, которые являются эндемичными, то есть имеют ограниченный ареал. Этот показатель «относительного филогенетического эндемизма» является, по мнению Мишлера, лучшей мерой разнообразия и редкости.
Такой анализ позволяет выявлять и различать районы со скоплениями новых, формирующихся видов (неоэндемики) и районы со скоплениями уникальных, но исчезающих видов (палеоэндемики), которые часто занимают убежища, такие как высокогорья.
В статье в качестве примера рассматривается подмножество флоры Австралии — акации. Анализ ученых выявил три области — дождевые леса на юго-западе Западной Австралии, регион Гаскойн и Тасманию — где природоохранные усилия могут сохранить редкие эндемичные виды.
По словам Мишлера, в будущем модель может окончательно определить, какие регионы мира, такие как Калифорния или Австралия, являются наиболее разнообразными.