Неожиданный градиент видового богатства рыб в бассейне Амазонки

Бассейн Амазонки содержит самое большое количество научно описанных видов пресноводных рыб в мире: 2 257 видов, или 15% от общего числа известных пресноводных видов. Однако, согласно новому исследованию, это огромное биоразнообразие распределено неравномерно и следует совершенно неожиданной закономерности.

Исследование провели учёные, участвующие в проекте Amazon Fish — международной коллаборации, поддерживаемой Исследовательским фондом штата Сан-Паулу (FAPESP) и создающей высококачественную базу данных о пресноводных рыбах бассейна Амазонки.

Согласно модели распределения, разработанной исследователями, видовое богатство выше в верховьях, в западной части бассейна, чем в низовьях в восточной части, включающей устье реки Амазонки. Это противоположно градиенту разнообразия, обычно наблюдаемому в речных бассейнах.

Консорциум, возглавляемый учёными из Французского института исследований в целях развития (IRD) и сети ERANet-LAC, объединяет исследователей из стран бассейна Амазонки (Боливия, Бразилия, Колумбия, Эквадор, Гайана, Перу и Венесуэла), а также Бельгии и США. Результаты опубликованы в журнале Science Advances.

«Наши данные показывают обратный градиент для бассейна Амазонки, с наибольшим видовым богатством в западной части, к западу от Пурусской дуги, относительно недалеко от Манауса. Эндемичные виды, например, сконцентрированы в верховьях крупных рек, таких как притоки Амазонки — Негру, Мадейра, Шингу и Тапажос, где больше порогов и водопадов и где крупные плотины представляют угрозу для биоразнообразия», — пояснила профессор Жислене Торренте-Вилара, главный исследователь проекта.

Верховья против низовий

Неожиданная картина распределения предполагает, что процессы видообразования были более интенсивными на одной стороне бассейна. Для проверки гипотез исследователи проанализировали видовое богатство в 97 суббассейнах вдоль основного русла Амазонки и её притоков, сопоставив данные с климатическими и другими историческими переменными.

Согласно статье, одной из вероятных причин необычного градиента является исторический климатический фактор: западная Амазония имела относительно стабильный климат последние 250 000 лет, тогда как восточная часть региона переживала резкие чередования влажных и сухих периодов, особенно во время Последнего ледникового максимума (~21 000 лет назад).

Ещё одно объяснение связано с историей стока рек. «Большее разнообразие в западной части бассейна предполагает, что дренаж воды можно считать достаточно недавним, чтобы виды не успели колонизировать всю нижележащую систему», — отметила Торренте-Вилара.

Слияние разных типов вод (белой, чёрной и прозрачной) должно было бы способствовать накоплению видов и высокому богатству в низовьях у Атлантики. «Но мы обнаружили обратное. Этот паттерн имеет смысл, если учитывать эффекты исторических переменных в моделях», — сказала она.

Ещё одним историческим фактором является существование озера Пебас, сформировавшегося около 23 млн лет назад, и изменение направления течения пра-Амазонки с севера (в сторону Венесуэлы) на восток. «Паттерны разнообразия рыб, которые мы обнаружили, предполагают, что изменение русла реки по геологическим меркам очень недавнее», — заключила исследователь.

Массивная база данных и открытия

Проект не только создал крупнейшую в мире базу данных по ихтиофауне региона, но и дал удивительные результаты экспедиций. Например, за одну 18-дневную экспедицию на реке Жавари было инвентировано 430 видов, 23 из которых ранее не были известны науке.

База данных Amazon Fish также служит источником информации об естественных исторических паттернах распределения видов. Это позволит оценивать влияние человеческой деятельности (вырубки лесов, строительства плотин, водных путей, добычи полезных ископаемых) и изменения климата на экосистему Амазонки.