Вымирание и потеря среды обитания вредят эволюционному разнообразию

Математический анализ эволюционной картины древесных растений в четырёх схожих климатических регионах мира дал учёным новое представление о генетическом разнообразии и угрозах, исходящих как от вымирания видов, так и от потери среды обитания.

Главный вывод исследования, опубликованного онлайн перед печатью в Ecology Letters, по словам ведущего автора Элен Морлон, заключается в том, что эволюционное разнообразие — миллионы лет эволюционных инноваций, содержащиеся в современных видах — более чувствительно к вымиранию или потере среды обитания, чем считалось ранее. Это означает, что усилия по сохранению биоразнообразия действительно должны учитывать эволюционное родство видов.

«Мы все заинтересованы в сохранении биоразнообразия. Это означает попытку сохранить как можно больше видов, но с пометкой, что все виды не равны. Никто из нас не хочет делать выбор, какие виды сохранять, но если придётся, мы можем быть заинтересованы в сохранении видов, наиболее уникальных в эволюционной истории. Есть, конечно, и другие характеристики видов, которые следует учитывать. Биоразнообразие слишком сложно, чтобы его можно было свести к одному числу — будь то видовое богатство или филогенетическое разнообразие», — сказала Морлон.

Поскольку природоохранные усилия осуществляются в рамках конкретных географических или геополитических районов, важно понимать, как биоразнообразие распределено в пространстве. Чтобы изучить это, исследователи сосредоточились на видах растений, обитающих в определённых районах регионов со средиземноморским климатом по всему миру: Австралии, Калифорнии, Чили и Южной Африке.

Для 538 видов растений, охватывающих 254 рода и 71 семейство, исследователи построили эволюционное дерево, проследив их происхождение до общего предка. Затем они применили математические подходы, учитывающие увеличение эволюционного разнообразия с ростом площади географических территорий, а также уменьшение эволюционного сходства с географическим разделением между различными сообществами.

Этот новый подход — один из первых, который математически вычисляет пространственные закономерности разнообразия с учётом филогенетических связей, основан на реалистичных деревьях происхождения. Существует общее мнение, что при вымирании теряется лишь небольшая часть эволюционного разнообразия. Это было бы верно, если бы конечные ветви филогенетических деревьев были короткими. Но филогенетические деревья обычно имеют длинные конечные ветви, поэтому влияние вымирания на филогенетическое разнообразие огромно.

«Когда вы думаете о видах, вы обычно думаете, например, о тех, что на северо-западе, а их нет в Южной Африке. Когда люди думали о сохранении древа жизни, не только видов, но и всей этой эволюционной истории, они склонны были думать в глобальном масштабе. Если вы рассмотрите ветвь древа жизни, которая присутствует на северо-западе и также в Южной Африке, вы можете потерять одну, а другая останется, чтобы сохранить разнообразие на планете. Эти связи важны, но также важно сохранять филогенетическое разнообразие на региональных уровнях, а не только в глобальном масштабе», — пояснила Морлон.

Инструменты, которые используют защитники природы для сохранения видов на региональном уровне, не очень хорошо адаптированы для сохранения филогенетического разнообразия. Эта работа даёт некоторые подсказки о том, как сохранить это разнообразие.

«Красота работы Элен в том, что она действительно объединила идеи из экологии и эволюции. Если вы откроете любой учебник по экологии, центральной темой будет островная биогеография, разработанная Робертом Макартуром и Э. О. Уилсоном для объяснения, почему на более крупных островах больше видов, чем на маленьких. Элен вывела эволюцию на передний план в этой классической области исследований. Я ожидаю, что её идеи о том, как эволюционная история увеличивается с увеличением площади среды обитания, попадут в следующее поколение научных учебников», — сказала соавтор Джессика Грин.