Продуктивность растет с видовым разнообразием: спустя 150 лет исследование подтверждает предсказание Дарвина

Среды, содержащие виды, отдаленно родственные друг другу, более продуктивны, чем те, что содержат близкородственные виды, согласно новому исследованию Университета Торонто Скарборо (UTSC).

Экспериментальный результат Марка Уильяма Кадотта подтверждает предсказание, сделанное Чарльзом Дарвином в книге «Происхождение видов», впервые опубликованной в 1859 году. Дарвин утверждал, что участок земли, на котором растут отдаленно родственные травы, будет более продуктивным, чем участок с одним видом травы.

Многие эксперименты уже показали, что многовидовые участки более продуктивны. Эксперимент Кадотта впервые показал, что наибольший прирост продуктивности дают виды с наибольшим эволюционным расстоянием друг от друга.

«Если у вас есть два вида, которые могут использовать разные ресурсы или действовать разными способами, то совместное наличие этих двух видов может улучшить функцию сообщества. Я учел эти различия, приняв во внимание их эволюционную историю», — говорит Кадотт.

Кадотт выращивал 17 различных растений в различных комбинациях по одному, два или четыре вида на участок. Как и в предыдущих экспериментах, он обнаружил, что многовидовые участки производили больше растительной массы. Но анализ результатов также показал, что комбинации отдаленно родственных растений были более продуктивны, чем комбинации близкородственных. Например, участок, засаженный золотарником и близкородственной рудбекией, был не так продуктивен, как участок с золотарником и более отдаленно родственным бородачом.

Объяснение не является загадочным, отмечает Кадотт. Отдаленно родственные растения с большей вероятностью требуют разных ресурсов и занимают разные экологические ниши — одному может требоваться больше азота, другому — больше фосфора; у одних корни могут быть поверхностными, у других — глубокими. Таким образом, вместо конкуренции они дополняют друг друга.

Важно, что для прогнозирования продуктивности достаточно знать лишь эволюционное расстояние между видами. Результат предполагает, что по мере исчезновения видов растений Земля станет менее продуктивной, и растения будут поглощать еще меньше углерода из атмосферы, что может ускорить глобальное потепление.

С другой стороны, результаты могут дать ценный инструмент для природоохранных усилий. Экологи, восстанавливающие поврежденные местообитания, могут использовать эту информацию для выбора комбинаций видов для интродукции.

Исследование опубликовано в предстоящем выпуске журнала Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).