Улучшение прогнозирования влияния климатических экстремумов на растения и животных
Учёные предложили более точный способ прогнозировать влияние изменения климата на растения и животных и их шансы на выживание.
Обычно экологи оценивают приспособленность организма к климату, измеряя его функциональные признаки — физические свойства, такие как высота, диаметр или толщина дерева. Однако, по мнению биолога Тима Хайэма из UC Riverside, для понимания реакции живых существ на меняющийся мир этого недостаточно.
В статье, опубликованной в журнале Trends in Ecology and Evolution, команда под руководством Хайэма предлагает альтернативную модель — «экомеханические модели».
Новая модель объединяет функциональные признаки организма с переменными окружающей среды: температурой, структурой местообитания, а также скоростью ветра или воды, с которой взаимодействует организм.
Например, с изменением климата усилится интенсивность ураганов. Силы, создаваемые потоками воды и ветра, будут больше воздействовать на всё на своём пути, что может привести к поломке или вырыванию с корнем таких организмов, как деревья. Измерив функциональные признаки дерева и зная скорость ветра, можно спрогнозировать степень его изгиба и вероятность падения.
Физика перемещения в пространстве также влияет на судьбу организмов: рассеивание семян ветром или полёт насекомых и птиц при сильном ветре могут определять их приспособленность.
Экомеханические модели применимы не только для прогнозирования последствий изменения климата. Они также помогают понять эволюционные паттерны и то, как животные по-разному взаимодействуют со средой в процессе роста. Например, способность геккона прикрепляться к поверхностям зависит как от особенностей его адгезивной системы, так и от текстуры поверхности в реальных условиях.
Для широкого внедрения этой модели исследователи призывают расширять свободно доступные онлайн-базы данных, где функциональные признаки организмов описаны единообразно и стандартизированно.
Работа является результатом многолетней деятельности рабочей группы, финансируемой National Science Foundation (NSF). В группу входят 24 учёных из университетов и учреждений США, Канады и Бразилии, включая Arizona State University, University of British Columbia, UC Berkeley, Cornell University и American Museum of Natural History. Многие участники представляют группы, недостаточно представленные в науке, что, по мнению организаторов, обеспечило разнообразие перспектив и лучший результат.
Широкое применение экомеханических моделей, как считает команда, может оказать глубокое влияние на многие области биологии и помочь понять «правила жизни».