Биоразнообразие в озере за 100 лет: потепление и пестициды привели к необратимым потерям
Ученые впервые применили ДНК-"машину времени" для анализа столетних изменений в пресноводном озере в Дании. Подход, сочетающий анализ ДНК из донных отложений, климатические данные, информацию о загрязнении и искусственный интеллект, показал, что потепление и химическое загрязнение привели к значительной и, возможно, необратимой потере биоразнообразия.
Метод исследования
- Исследователи из Бирмингемского университета и Университета Гёте во Франкфурте изучили керн донных отложений озера, накопленных за 100 лет.
- Они проанализировали экологическую ДНК (eDNA) — генетический материал, оставленный растениями, животными и бактериями, — чтобы восстановить картину всего пресноводного сообщества в разрезе времени.
- С помощью искусственного интеллекта эти биологические данные были сопоставлены с историческими данными о климате и загрязнении для выявления ключевых факторов утраты видов.
Ключевые выводы
- Главные причины потерь: Наибольший ущерб биоразнообразию нанесли инсектициды и фунгициды, а также повышение минимальной температуры воды на 1.2–1.5°C.
- Частичное восстановление: За последние 20 лет качество воды в озере улучшилось, а общее биоразнообразие выросло, что связано со снижением интенсивности сельского хозяйства вокруг озера.
- Необратимые изменения: Несмотря на восстановление, сообщества видов не вернулись к исходному (полу)естественному состоянию. Утраченные 100 лет назад виды не смогли вернуться, что может препятствовать восстановлению определенных функций экосистемы (экосистемных услуг).
Значение и перспективы
- Проф. Луиза Орсини: Такой подход позволяет выявить приоритетные для сохранения виды и наиболее опасные загрязняющие вещества для целенаправленного регулирования.
- Ним Иству́д, ведущий автор: Исследование демонстрирует, что если не защищать биоразнообразие, его потери могут стать невосполнимыми.
- Д-р Цзюйруй Чжоу: Разработанные модели на основе ИИ помогают понять исторические причины утраты биоразнообразия и спрогнозировать будущие потери при различных сценариях.
Следующим шагом ученых станет расширение исследования на озера Англии и Уэльса, чтобы проверить универсальность выявленных закономерностей.
Исследование опубликовано в журнале eLife.