Поскольку климат в мире продолжает меняться, биологически разнообразные сообщества могут лучше всего адаптироваться к экологическим вызовам.
В то время как важность биоразнообразия для адаптации, возможно, уже хорошо оценена, новое исследование биологов Университета Брауна, изучающее влияние волновой турбулентности на морских существ, рисует более четкую картину того, почему биологически разнообразные сообщества с большей вероятностью будут процветать.
«В последнее время в новостях много говорят о сохранении биоразнообразия», - сказал автор исследования Роберт Лэмб, недавний доктор наук. Д. выпускник Брауна, который проводил исследование в качестве аспиранта-биолога. «Но редко люди объясняют, почему это так важно. Это исследование помогает показать, почему разнообразие действительно имеет значение: более разнообразное сообщество более устойчиво к быстро меняющимся условиям окружающей среды».
Соавтор Джон Уитман, профессор биологии в Брауновском университете, добавил, что исследование группы «поможет нам понять, как целые морские сообщества, а не только отдельные компоненты, будут затронуты усилением стресса окружающей среды в эту климатическую эпоху». изменить."
В исследовании, опубликованном в Ecology, также подчеркивается влияние подвижности существ на их устойчивость.
Работая на Галапагосских островах, биологи Брауна изучали волновые движения, проводили подводные эксперименты и использовали учет морской жизни для оценки влияния волновой турбулентности на морских ежей и рыб, питающихся водорослями. Исследователи обнаружили, что морские ежи не могли питаться в районах с сильными волнами и поэтому предпочитали защищенные места. Напротив, рыба преобладала в более неспокойных районах. В отличие от ежей, многие виды рыб очень подвижны, что позволяет им бросаться на морское дно, чтобы питаться водорослями между бурными волнами, и быстро отступать, когда условия становятся опасными.
Многомобильные собиратели, по-видимому, предпочитают неспокойные районы, потому что эти места содержат особенно богатые источники пищи. В другом аспекте исследования сравнивалась биомасса водорослей в районах, подверженных воздействию волн, и в районах, защищенных от волн, и было обнаружено, что турбулентность волн усиливает рост водорослей, вероятно, потому, что движение воды способствует доставке питательных веществ.
Наконец, исследователи смоделировали влияние биоразнообразия, проанализировав силу волн в сочетании со способностями различных рыб к добыче пищи. Другими словами, они предсказали, насколько упадет скорость поиска пищи, если из экосистемы исчезнет разное количество видов. Они обнаружили, что биоразнообразие наиболее важно для экосистем в быстро меняющихся районах (т.е., районы с умеренным и высоким воздействием волн).
Биоразнообразие значительно увеличивает скорость выпаса скота в этих районах, а выпас имеет решающее значение, сказал Лэмб, потому что рыбная мука служит первым источником энергии в цепной реакции, которая увековечивает всю экосистему. Например, рыба-хирург, питающаяся водорослями, может затем служить источником пищи для животного, находящегося выше в пищевой цепочке, такого как акула или морской лев. Рыбы также помогают кораллам расти, сокращая количество конкурирующих водорослей. Более разнообразное сообщество, вероятно, будет включать виды с большей мобильностью и устойчивостью к стрессовым условиям окружающей среды, тем самым выполняя эти важные экологические роли.
Лэмб сказал, что результаты особенно важны для рассмотрения в контексте изменения климата.
«Мы должны поддерживать разнообразие сообществ, управляя нашим рыболовством и морскими охраняемыми районами», - сказал он. «Разнообразные и здоровые экосистемы будут более устойчивы к изменениям, которые, несомненно, произойдут».
В дальнейшем исследовательская группа продолжит свою работу на Галапагосских островах. В настоящее время они проводят химический анализ, чтобы оценить, как влияет на рацион рыбы нагревание поверхностных вод во время Эль-Ниньо. Во время Эль-Ниньо питательные вещества погружаются глубоко в океан, оставляя меньше пищи для рыб, плавающих ближе к поверхности.
«В течение примерно шести месяцев температура поверхности моря нагревается примерно на 2,5 градуса по Цельсию, что эквивалентно многим прогнозам долгосрочного изменения климата», - сказал Лэмб. «Таким образом, это дает нам возможность заглянуть в будущее и увидеть, как на самом деле могут выглядеть эти пищевые сети».
Лэмб ожидает, что это исследование еще больше подчеркнет важность биоразнообразия.
«Более разнообразное сообщество с большей вероятностью будет иметь доступ к различным типам продуктов питания, - сказал он, - поэтому, если какой-либо конкретный тип продуктов питания исчезнет из-за повышения температуры, или из-за подкисления океанов, или по другой экологической причине., были бы другие виды, потребляющие другие пищевые ресурсы, которые могли бы сохраняться."
В дополнение к Лэмбу и Уитману, Франц Смит был еще одним автором исследования Брауна. Исследование финансировалось Национальным научным фондом (OCE-1061475, OCE-1450214 и OCE-1623867), Галапагосским заповедником, Фондом Раффорда, Американским музеем естественной истории, Брауновским институтом окружающей среды и общества и Исследовательским центром Бушнелла. и Фонд образования.