Угрожает ли потеря разнообразия растений жизнеобеспечивающим системам Земли?
В специальном выпуске American Journal of Botany, посвящённом биоразнообразию, ведущие мировые эксперты представили анализ текущего состояния знаний. Экологи во главе с Брэдли Кардинале из Мичиганского университета в своей ключевой работе исследуют, как изменения среди первичных продуцентов — растений и водорослей — влияют на экологические процессы, необходимые для функционирования экосистем.
"Почти каждый организм на этой планете зависит от растений для своего выживания. Если вымирание видов нарушает процессы роста растений, то это подрывает одну из ключевых особенностей, необходимых для поддержания жизни на Земле", — комментирует Брэдли Кардинале.
Для ответа на этот вопрос учёные провели метаанализ, обобщив данные почти 400 опубликованных экспериментов.
Ключевые выводы
- Снижение биомассы и эффективности: Потеря видового разнообразия на уровне продуцентов снижает общую биомассу сообщества и эффективность усвоения неорганических ресурсов (питательных веществ), а также темпы первичной продукции.
- Влияние на глобальные процессы: Предварительные данные указывают, что снижение разнообразия может уменьшить способность экосистем производить кислород и удалять CO2 из атмосферы.
- Преимущество разнообразия: В 37% из 375 наблюдений разнообразные поликультуры (сообщества из многих видов) производили больше биомассы, чем даже самый продуктивный вид, выращенный в монокультуре. Этот эффект усиливается со временем и на больших пространственных масштабах.
Почему разнообразие повышает продуктивность?
Авторы выделяют две основные причины:
- Вероятность наличия "супер-видов" — высокопродуктивных и эффективных.
- Комплементарность и "разделение труда" между видами, что позволяет сообществу более полно использовать ресурсы.
"Растительные сообщества похожи на футбольную команду. Чтобы выигрывать чемпионаты, нужен звездный нападающий, но также необходим поддерживающий состав... Вместе они составляют высокоэффективную команду", — поясняет соавтор Ларс Гамфельдт.
Будущие задачи и выводы
Учёные подчёркивают срочность исследований, так как вымирание видов происходит быстро, а ресурсы для их сохранения ограничены. Необходимо:
- Проводить эксперименты, манипулирующие разнообразием на разных масштабах (генетическом, ландшафтном) и в более сложных, "реальных" условиях.
- Сравнивать влияние потери биоразнообразия с другими факторами (загрязнение, изменение климата).
- Рассчитать конкретное число видов, необходимое для поддержания базовых процессов жизнеобеспечения в экосистемах.
- Изучать влияние биоразнообразия на практические аспекты: урожайность сельхозкультур, очистку воды, производство биотоплива и др.
"Идея о том, что снижение разнообразия подрывает функционирование экосистем, много лет была спорной. Эта статья должна стать последним гвоздём в крышку гроба этой полемики", — резюмирует соавтор Эммет Даффи.