Новый метод выявляет скрытые роли и риски в экосистемах

Новый аналитический метод, разработанный физиками из Complexity Science Hub (CSH), позволяет глубже оценить уязвимость видов в экосистемах. В исследовании, опубликованном в Chaos, Solitons & Fractals, показано, что такие виды, как ящерицы и кролики в кипарисовых болотах Южной Флориды, относятся к числу наиболее уязвимых, что указывает на неочевидные риски.

Метод позволяет картировать и измерять экологические роли и уязвимости видов на основе сетевых данных, без привлечения биологических знаний. "Это делает метод особенно перспективным для крупномасштабной оценки биоразнообразия и управления экосистемами, особенно в регионах с ограниченным доступом к экспертизе или полевым исследованиям", — отмечает первый автор Эмануэле Кало (IMT School for Advanced Studies Lucca).

Подход, основанный на данных

В условиях давления на экосистемы со стороны изменения климата, потери среды обитания и чрезмерной эксплуатации, необходимые инструменты для приоритизации защиты видов. Новый подход, разработанный Кало, Вито Д. П. Серведио и Джордано Де Марцо, предоставляет дополнительный и экономически эффективный слой анализа.

Например, метод позволяет выявлять ключевые виды, потеря которых грозит каскадом совместных вымираний, что помогает направлять ограниченные ресурсы на наиболее эффективные меры защиты.

Двойная роль: хищник и жертва

"Наш метод позволяет разделить двойную роль, которую играет каждый вид, будучи и хищником, и жертвой", — объясняет Де Марцо. Существующие меры часто сводят эти взаимодействия к одному числу, но экосистемы сложнее. Новый подход учитывает оба направления в пищевой сети.

На основе реальных данных из шести экосистем (включая кипарисовые болота Флориды и пустыню Коачелла) метод присваивает каждому виду две оценки:

• Важность (importance) — показывает, сколько других видов зависит от данного вида как от источника пищи.
• Устойчивость (robustness) — отражает вероятность выживания вида на основе гибкости и успешности в поиске пищи.

Фитопланктон, ящерицы, кролики и аллигаторы

Двумерное картирование выявило скрытые уязвимости и ключевые виды. В пищевой сети кипарисовых болот Флориды метод идентифицировал:

• Виды с высокой важностью (например, фитопланктон), удаление которых часто запускает широкомасштабные совместные вымирания.
• Виды с высокой устойчивостью (например, аллигаторы), которые, как правило, дольше переживают коллапс экосистемы благодаря разнообразному рациону и низкой уязвимости к хищникам.
• Виды с низкой устойчивостью (например, ящерицы и кролики), которые, даже будучи маргинальными в пищевой сети, всё равно подвержены значительному риску вымирания. Это указывает на скрытые уязвимости, часто упускаемые из виду при планировании природоохранных мероприятий.