Новое глобальное исследование биоразнообразия представляет единую карту жизни на суше и в океане
Новое исследование под руководством Аквариума Монтерей-Бей и партнёрских организаций позволило создать первую комплексную глобальную карту биоразнообразия, документирующую распределение жизни как на суше, так и в океане.
Исследование, опубликованное в PLOS ONE, даёт наиболее полную из доступных картинку того, где жизнь существует на Земле и какие факторы окружающей среды наиболее критичны для определения её локализации. Авторы видят в этом инструмент для адаптации природоохранных практик по мере того, как изменение климата нарушает экосистемы по всей планете.
«Карты обычно показывают нам, где мы находимся, но это исследование также показывает, куда мы движемся», — сказал доктор Кайл Ван Хаутан, главный научный сотрудник Аквариума Монтерей-Бей и старший автор. «Предыдущие карты биоразнообразия показывали либо сушу, либо море, закрашивая другую область серым. Мы объединили эти две сферы и эти две научные области, чтобы показать, что все животные являются важными частями сложного целого».
Определение мест наибольшего обилия видов, наряду с картированием их перемещений, представляет собой один из столпов экологии. Однако долгое время такие исследования в основном фокусировались на наземной сфере из-за большей доступности и меньшей стоимости отбора проб на суше.
«Мы — наземные существа, и поэтому у нас есть естественное предпочтение суши», — сказал доктор Клинтон Дженкинс, профессор IPE — Института экологических исследований в Сан-Паулу, Бразилия. «Однако большая часть мирового разнообразия является водной, живущей на 70% поверхности Земли, которая представляет собой океан, озёра и реки. Наша цель — лучше понять жизнь на Земле в целом, а не только те её части, с которыми мы наиболее знакомы».
Благодаря этому исследованию учёные получили лучшее и более точное понимание того, где виды на суше и в море обитают сейчас, куда они могут переместиться и как мы можем лучше всего защитить их в меняющемся мире.
«Собирая информацию о морских и наземных сферах, мы объединяем два научных сообщества с одной целью: дать единый и объективный портрет жизни на Земле, которая поддерживала человечество веками», — сказал доктор Габриэль Рейгондо, научный сотрудник Университета Британской Колумбии и Йельского университета.
Междисциплинарная исследовательская группа — включая учёных из НПО, университетов и правительственных учреждений США, Канады и Бразилии — начала с компиляции данных о более чем 67 000 морских и наземных видов.
Затем команда использовала искусственные нейронные сети, раздел искусственного интеллекта или машинного обучения, чтобы помочь объяснить наблюдаемые закономерности. Этот подход позволил команде задокументировать и ранжировать влияние двух десятков факторов окружающей среды на распределение биоразнообразия.
Полученная карта представляет собой наиболее масштабную попытку объединить известное распределение видов на суше и в океане, выявляя места, особенно богатые и бедные видами. Например, коралловые рифы в океане и горные леса на суше особенно разнообразны, содержа больше видов, чем можно было бы предсказать только на основе экологических переменных.
Исследование также помогает определить экологические драйверы, которые влияют на то, будет ли жизнь процветать или бороться в будущем.
«Это помогает нам задокументировать, где механизмы изменения климата могут влиять на животных больше всего, и определить условия окружающей среды, в которых биоразнообразие больше или меньше, чем мы могли бы ожидать», — сказал соавтор доктор Эллиот Хейзен, исследователь-эколог из Юго-западного научного центра рыболовства NOAA. «Нам необходимо понимать движущие силы биоразнообразия, чтобы сохранять виды в экосистемах, которые перемещаются из-за меняющихся условий окружающей среды, и чтобы мы могли применять более динамичный подход к их защите».
Теперь управляющие ресурсами, работающие над защитой критически важных местообитаний и видов в эпоху ускоряющихся глобальных изменений, могут использовать документирование и ранжирование экологических драйверов из этого исследования для руководства будущей природоохранной работой.
«Национальные парки и морские охраняемые районы были созданы для защиты экологических сообществ в стабильных условиях, но что нам делать, если охраняемые виды выходят за эти границы?» — спрашивает доктор Ван Хаутан. «Наше исследование определило факторы окружающей среды, которые позволяют такому разнообразию жизни процветать на Земле, и позволяет применять гибкий, основанный на данных подход к защите глобального биоразнообразия, когда однажды стабильные условия становятся менее предсказуемыми».