Социальные сети для окаменелостей показывают влияние массовых вымираний на сообщества

Исследователи, применив алгоритм, аналогичный тому, что Facebook использует для предложения друзей, выявили сообщества древних организмов в летописи окаменелостей и проследили, как их количество менялось во время каждого из массовых вымираний на планете.

Как и ожидалось, количество сообществ — групп разных видов, обитающих в одной общей области — сокращалось во время событий массового вымирания. Однако скорость исчезновения сообществ не всегда соответствовала общим потерям жизни и биоразнообразия во время вымирания. Этот результат предполагает, что экологические последствия вымирания не всегда связаны с количеством исчезнувших видов.

«В нашей истории были периоды, когда происходили крупные события, приводившие к огромным изменениям в сообществах, но исчезало очень мало видов, — сказал ведущий автор Дрю Массенто. — И были события, когда исчезало много видов, а сообщества и экосистемы почти не затрагивались».

Исследование было недавно опубликовано в журнале Geology. Результаты подчеркивают важность изучения сообществ для получения более широкой картины экологических изменений — как в прошлом, так и в настоящем.

Новый метод для древних сообществ

Выявление сообществ в летописи окаменелостей — задача сложная. Большинство исследований палеосообществ сосредоточено на сравнении образцов и коллекций окаменелостей, взятых из пород разного возраста и местоположения. Традиционные вычислительные методы могут группировать образцы в палеосообщества, но они лучше всего работают с относительно небольшими наборами данных в несколько сотен или тысяч коллекций.

Исследователи преодолели эти ограничения, применив для анализа всей летописи окаменелостей алгоритм обнаружения сообществ, основанный на методах сетевого анализа. Это первое применение сетевого анализа для обнаружения палеосообществ во всей летописи окаменелостей морской животной жизни — от момента её появления до текущей геологической эры.

Результаты анализа

Используя базу данных из 124 605 коллекций окаменелостей морских животных со всего мира, представляющих 25 749 ныне живущих и вымерших групп (родов), алгоритм выявил более 47 миллионов связей между этими образцами и организовал их в 3 937 различных палеосообществ.

Исследование, охватившее последние 541 миллион лет, показало, что хотя массовые вымирания наносили урон как сообществам, так и биоразнообразию, степень снижения иногда различалась:

• Некоторые вымирания сильнее затронули сообщества, чем биоразнообразие.
• Некоторые сильнее затронули биоразнообразие, чем сообщества.
• Некоторые затронули оба параметра примерно одинаково.

Кроме того, исследователи не обнаружили связи между причиной вымирания и тем, нанесло ли оно большой урон сообществам или биоразнообразию.

Ключевой вывод

Результаты указывают, что более широкие экологические последствия вымирания зависят скорее от того, какие именно виды теряются, а не от их количества. Если ключевые виды в среде сохраняются, сообщества могут оставаться нетронутыми. Но если слишком много таких «ключевых игроков» удаляется, сообщество рушится вместе с ними.

Авторы надеются, что методы сетевого анализа, впервые применённые в этом исследовании, можно будет усовершенствовать и использовать для изучения современных экосистем.