Изменение климата перетасовывает виды как колоду карт
Новое исследование под руководством эколога и эволюционного биолога из UC Santa Cruz показывает, что температурные изменения из-за климата имеют двойной негативный эффект: они не только дестабилизируют популяции животных, но и их воздействие ускоряется по мере роста скорости температурных изменений.
В исследовании, опубликованном 29 января в Nature, международная команда учёных обнаружила, что изменение температур — как потепление, так и похолодание — приводит к изменению видового состава в экосистеме. Результаты также показывают, что поведенческая адаптация и изменение взаимодействий между видами недостаточны для сохранения видового состава перед лицом более высоких темпов температурных колебаний.
«Это как перетасовка колоды карт, и изменение температуры сейчас тасует эту колоду всё быстрее и быстрее», — сказал ведущий автор Малин Пински, доцент экологии и эволюционной биологии в UC Santa Cruz. «Опасность в том, что в конце концов вы начинаете терять некоторые карты».
Выводы исследования уникальны, поскольку воздействие изменения температуры часто было неочевидным на суше или в пресноводных экосистемах. В то время как влияние на виды в океане было более явным и, следовательно, легче измеримым, растения и животные на суше адаптируются более тонкими способами.
В отличие от океанических животных, наземные виды часто могут перемещаться на короткие расстояния, чтобы найти места, лучше соответствующие их температурным потребностям. Хотя это может немного смягчить эффект, данное исследование показывает, что наземные существа всё равно подвержены дестабилизации и замещению из-за изменения температуры.
В своей работе исследователи сосредоточились на скорости замещения видов, то есть потере и появлении видов с течением времени. Хотя это происходит естественно, они обнаружили, что скорость замещения увеличивается из-за более быстрых температурных изменений.
Если эта тенденция продолжится, виды могут быть утеряны, а экосистемы — начать разрушаться. Наиболее эффективные способы избежать этого — предотвратить дальнейшее глобальное потепление, сохранить ландшафты с разнообразием температур и сократить изменение природной среды. Это может привести к увеличению численности дикой природы, чистой воде и воздуху.
«Температура влияет на всё: от скорости сердцебиения до гибкости и пористости клеточных мембран; от количества потребляемой животными пищи до скорости роста растений», — сказал Пински. «Температура во многих отношениях — метроном жизни».
Почему важны разнообразные среды обитания
Исследователи также обнаружили, что виды в экосистемах с менее разнообразными местообитаниями были более чувствительны к изменению температуры, чем те, у которых поблизости есть большее разнообразие температур. Например, если человек стоит в открытом поле летом и начинает перегреваться, ему некуда спрятаться в прохладе. Но если рядом есть лес, можно просто перейти в тень дерева.
В работе делается вывод, что растения и животные используют вариативность среды обитания, чтобы смягчить для себя последствия резких температурных колебаний. Проживание рядом с такими «температурными убежищами» позволяет организмам переместиться поблизости для облегчения, а не вымереть или быть полностью замещёнными.
Не все среды обитания, будь то из-за естественных условий или вмешательства человека, имеют разнообразие температур для защиты живущих в них видов. Именно эти животные подвергаются наибольшему риску из-за ускорения температурных изменений. Понимание различных потребностей видов, живущих в более или менее разнообразных средах, может помочь обществу определить, какие экосистемы нуждаются в наибольшем внимании и защите.
«Установление этой явной связи между скоростью изменения климата и скоростью замещения видов позволяет нам лучше понять, как изменение температур может влиять на разные экосистемы», — сказал старший автор Шейн Блоус из Центра интегративных исследований биоразнообразия (iDiv) и Университета Мартина Лютера в Германии. «Выявление факторов, влияющих на скорость локального замещения видов, может помочь расставить приоритеты в природоохранных действиях».
Как деятельность человека влияет на замещение
Важно, что исследователи обнаружили: антропогенные воздействия, такие как землепользование, загрязнение и интродукция инвазивных видов, усугубляют влияние изменения температуры на замещение видов. Возможно, это связано с тем, что деятельность человека снижает разнообразие ландшафтов и увеличивает стресс для видов, уже находящихся на пределе своих температурных возможностей.
Для сохранения экосистем и их пользы для людей человечество может помочь, «сохраняя больше естественных местообитаний, сокращая загрязнение и уменьшая распространение инвазивных видов», — сказал Пински. «В океане важны и полезны такие факторы, как снижение промыслового давления и защита местообитаний».