Исследование ящериц раскрывает движущие силы биоразнообразия
Люк Махлер, доцент кафедры экологии и эволюционной биологии Университета Торонто, изучает, как взаимодействие экологических и эволюционных сил во времени и пространстве формирует наблюдаемое биоразнообразие в разных средах обитания. Его модель — ящерицы рода Anolis (анолисы), обитающие в тропиках Америк.
Главный вопрос: что определяет количество видов в локальном сообществе животных? Существуют две основные гипотезы:
- Локальная конкуренция — количество видов ограничено числом доступных экологических ниш в конкретном месте.
- Региональное разнообразие — локальное разнообразие просто отражает общее видовое богатство региона, сформированное эволюцией.
Чтобы найти ответ, исследователи сравнили сообщества анолисов на карибских островах Ямайка и Эспаньола (Гаити). Острова схожи по широте, рельефу и типам лесов, что делает их идеальной природной лабораторией.
Метод: с 2016 по 2018 год ученые подсчитывали количество видов анолисов в десятках участков диаметром 30 метров на каждом острове — от уровня моря до высоты около 2000 метров.
Результаты: данные указали на третий, синтетический вариант, объединяющий обе гипотезы.
- Эспаньола — большой древний остров с богатым эволюционным разнообразием. Это привело к появлению уникальных видов-специалистов, в том числе для высокогорий. В локальных сообществах на высоте все доступные ниши заняты этими специалистами, что ограничивает проникновение новых видов (локальный лимит достигнут).
- Ямайка — остров меньше, особенно в высокогорной части. Недостаток пространства не позволил эволюции создать множество видов-специалистов для высокогорий (там обитает лишь один такой вид). В результате локальные сообщества не достигли предела, который мог бы быть установлен конкуренцией (локальный лимит не достигнут).
Вывод: локальное разнообразие определяется и региональными, и локальными силами, но по-разному:
- Региональные эволюционные процессы создают разнообразный набор видов.
- Локальная экологическая конкуренция между этими видами устанавливает пределы разнообразия для конкретного места.
Однако если региону не хватает «эволюционной возможности» (например, из-за малой площади или молодого возраста), он не производит достаточного разнообразия видов, и локальные пределы никогда не достигаются.
Исследование, проведенное совместно с Люком Фришкоффом и Гавией Лертцман-Лепофски, опубликовано в журнале Ecology Letters. Ученые отмечают, что предложенная модель требует дополнительных проверок на других системах.