Дисперсия — ключ к пониманию морского биоразнообразия
Исследование, недавно опубликованное в Scientific Reports, проверило, верны ли предсказания нейтральной теории относительно морской биологической связности. Дисперсия (расселение) играет ключевую роль в соединении популяций, а её умеренное ограничение, в свою очередь, поддерживает сосуществование видов и способствует региональному биоразнообразию.
Согласно нейтральной теории биоразнообразия Стивена П. Хаббелла и нейтральной теории молекулярной эволюции Мотоо Кимуры, ограничение дисперсии и случайные демографические изменения в популяциях определяют генетический и экологический дрейф. Эти процессы формируют не только генетическую структуру популяций в пространстве, но и структуру сообществ и их пространственные бета-разнообразия. Эти аспекты ранее мало изучались эмпирически именно в морских экосистемах.
Команда из 17 учёных из 14 центров под руководством испанского научно-исследовательского центра AZTI собрала обширные данные:
- Генетическая структура популяций: 98 видов бентосных макробеспозвоночных и 35 видов планктона.
- Биогеографические данные: 2 193 вида бентосных макробеспозвоночных и 734 вида планктона.
Цель — проверить предсказания теорий Хаббелла и Кимуры для морской среды.
«Лучшее понимание региональных паттернов популяций и сообществ крайне важно для защиты и управления морским биоразнообразием», — пояснил исследователь AZTI Гийем Чуст.
На основе генетической дифференциации в зависимости от географического расстояния и разнообразия видов в сообществах учёные смогли оценить расстояния дисперсии.
Ключевой результат: «Расчётные расстояния дисперсии ранжировали биологические группы в одинаковом порядке как на генетическом, так и на уровне сообществ, что соответствует предсказанной способности к расселению и связности морского ландшафта», — подчеркнул Чуст.
Конкретные выводы:
- Виды, обитающие в/на донных осадках (макробентос) и не имеющие личинок, расселяющихся в планктоне, демонстрируют более короткие расстояния дисперсии, чем виды с планктонными личинками.
- Обе эти группы имеют меньшие масштабы расселения, чем виды планктона (фито- и зоопланктон).
- Этот градиент масштабов дисперсии связан с ограниченной подвижностью макробентоса на морском дне по сравнению с пелагической средой, где популяции планктона более связаны морскими течениями за счёт пассивного расселения.
«Ограничение в расселении особей одинаково определяет степень связности как видов между сообществами, так и генов в субпопуляциях одного вида, что подтверждает предсказания нейтральных теорий для паттернов морского биоразнообразия», — говорит исследователь AZTI.
Таким образом, дисперсия emerges как ключевой элемент в формировании биогеографических паттернов распределения, наряду с другими процессами, такими как экологическая ниша и видообразование через естественный отбор.