Классическая гипотеза Дарвина об экологии подтверждается — с нюансом

Новое исследование под руководством Университета Колорадо в Боулдере показывает, что давняя гипотеза о факторах, определяющих ареалы видов, в основном верна, но может быть результатом ранее недооцененного экологического механизма.

Предсказание, впервые сформулированное Чарльзом Дарвином в 1859 году, гласит, что климатические факторы будут ограничивать расширение ареала видов в более стрессовых условиях (например, в холодных или засушливых регионах), а взаимодействия с другими видами, такие как конкуренция и опыление, будут ограничивать ареал в менее стрессовых условиях с более умеренным климатом.

Новое исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, что хотя общий контур гипотезы Дарвина верен — влияние межвидовых взаимодействий на конкретную популяцию растений усиливалось по мере снижения экологического стресса — у общепринятой модели есть важный нюанс.

«Дарвин и другие утверждали, что эту закономерность определяют градиенты плотности или разнообразия взаимодействующих видов, но, похоже, на самом деле это эффекты стресса на рост, выживание, размножение и прорастание видов растений», — заявила ведущий автор исследования Эллисон Лутан.

На трёх полевых участках в центральной Кении, различающихся по общей засушливости, исследователи в течение четырёх лет изучали популяционную динамику Hibiscus meyeri, обычного цветкового растения. Повсеместная распространённость этого вида делает его полезной моделью для изучения различий в динамике популяций вдоль экологического градиента.

Как и ожидалось, опыление, травоядность и конкуренция с другими травами и кустарниками играли сильную роль в определении границ ареала растения на более влажных участках. Однако те же самые взаимодействия, по-видимому, не имели сильного влияния на расширение ареала H. meyeri в более засушливые места.

«Это исследование даёт ориентир о том, где и когда межвидовые взаимодействия важны, а где — менее важны. Понимание различных сил, которые устанавливают пределы ареала вида и позволяют популяциям расширяться или сокращаться, имеет решающее значение для понимания как экологической, так и эволюционной динамики», — отметила Лутан.

Далее исследователи планируют расширить свой экспериментальный метод на другие системы, чтобы продолжить изучение реакции видов на различные факторы на обширной географической территории.

«Ещё до изменения климата главным вопросом было, почему виды имеют именно такие границы ареалов, и какова важность климата по сравнению с взаимодействиями с другими видами в установлении этих границ. Теперь, в условиях продолжающегося изменения климата, эти вопросы становятся гораздо более насущными. Эта работа показывает, что в формировании того, где обитает вид, важны множественные силы, а также что механизмы, движущие этими эффектами, — не те, которые обычно предполагали биологи», — сказал соавтор исследования Дэн Доак.