Новое исследование стабильности экосистем
Учёные из Калифорнийской академии наук и Филдовского музея естественной истории исследовали, что обеспечивает стабильность экосистем. Они проанализировали структурную сложность древних экосистем, учитывая количество видов и их функциональную организацию (например, высшие хищники или редуценты).
Ключевые выводы:
- Функциональная группировка видов важнее для стабильности экосистемы, чем простое количество видов.
- Среди смоделированных систем одинаковой сложности реальные древние экосистемы оказались стабильнее.
- Длительно существовавшие системы отличались более длительной эволюционной историей, а их функциональная структура позволяла видам сосуществовать стабильнее при изменяющихся условиях.
Исследование массового вымирания
Команда изучила последствия массового вымирания 252 млн лет назад на экосистемы древнего бассейна Кару в Южной Африке. Вымирание было вызвано масштабными вулканическими извержениями в Сибири, которые привели к выбросу парниковых газов и изменению климата — процессу, имеющему параллели с современным.
После нескольких волн вымирания и последующего восстановления разнообразия сформировалась новая экосистема. Несмотря на рост числа видов, она просуществовала недолго в геологическом масштабе. Лишь через несколько миллионов лет возникла система со знакомой чертой — функциональной организацией, обеспечивающей повышенную стабильность сосуществования видов.
Моделирование альтернативных историй
Учёные смоделировали миллионы альтернативных структур экосистем, чтобы понять коллапс и восстановление Кару. Модели основывались на данных из палеонтологической летописи: окаменелых содержимом желудков, повреждениях скелетов, размерах тела, а также на аналогиях с современными животными.
Были протестированы различные варианты:
- Полное отсутствие функциональной организации.
- Сохранение числа функциональных групп, но изменение взаимодействий и потоков энергии между видами.
- Изменение количества видов в каждой функциональной группе (например, соотношения хищников и жертв).
Результаты моделирования:
- Любая организация видов лучше, чем её полное отсутствие.
- Некоторые структуры определённо превосходят другие по стабильности.
- Изменение соотношения численности видов в группах оказало незначительное влияние на стабильность сообщества.
Исследование подчёркивает важность палеонтологической летописи для прогнозирования будущего. Современные экосистемы — результат геологической и эволюционной истории, и их нелегко восстановить. Понимание организации стабильных экосистем прошлого позволяет учёным лучше оценить, перешли ли современные антропогенные воздействия точку, после которой восстановление исходного состояния планеты невозможно.
Исследование опубликовано в журнале Earth-Science Reviews.