Выводы имеют значение для жизни в потеплении климата, поскольку эксперимент показывает, что подвижные организмы должны жить лучше, чем те, которые приспособлены к более низким температурам и не могут рассредоточиться.
«По мере того, как мы нагреваем планету, последствия для естественной экосистемы сообщества будут зависеть от рассредоточения», - сказал доктор Джон Бенстед, эколог пресноводных ресурсов и профессор биологических наук из Австралии. «Сообщества изменятся и получат новые виды, которые могут рассеяться, которые не только хорошо себя чувствуют в этих теплых условиях, но и могут попасть туда.
"Если вы плохо себя чувствуете при более высоких температурах и не можете разойтись, вам конец."
Бывший докторант Бенстеда, доктор Дэниел Нельсон, является ведущим автором двух статей, опубликованных в журналах Ecology и Global Change Biology. Нельсон в настоящее время является исследователем с докторской степенью в Университете Оклахомы.
Нельсон сказал, что в теоретических исследованиях часто упускается из виду способность видов расселяться и оптимально функционировать при более высоких температурах.
«Это важные биологические черты, когда речь идет о способности предсказывать, как организмы будут собираться и выживать в теплом будущем», - сказал Нельсон..
Соавторами в UA являются Бенстед и доктор Алекс Хьюрин, эколог, который руководит Центром исследований пресной воды UA и профессор биологических наук. Доктор Филип Джонсон, почетный профессор гражданского строительства UA, также является соавтором.
Другими соавторами статьи были исследователи из университетов штата Монтана и штата Огайо, а также Исландского университета и Института пресноводного рыболовства в Рейкьявике, Исландия.
В рамках более крупного проекта в Исландии исследовательская группа использовала сочетание холодного климата острова и геотермальной энергии для обогрева части обычно холодного ручья. Теплообменник, изготовленный по индивидуальному заказу Джонсоном, позволил команде тщательно контролировать температуру воды для экспериментов.
Команда перекрыла холодный ручей, чтобы создать бассейн для трубы, в которую будет поступать вода. Под действием силы тяжести вода стекала в бассейн, созданный путем перекрытия соседнего, более теплого потока. Прохладная вода петляла по трубам, погруженным в более теплый поток. Это нагрело его до желаемой температуры, прежде чем он стекал по выходной трубе обратно в холодный поток, чтобы нагреть его.
В результате прохладный поток нагрелся примерно до 6,8 градусов по Фаренгейту.
Команда решила посмотреть, что произойдет с жизнью, когда ручей нагреется, особенно с видами беспозвоночных, поскольку в ручье не жили известные позвоночные, такие как рыбы. Научная концепция, называемая метаболической теорией, предсказывала, что по мере нагревания потока выживет меньше организмов, но те, кто выживет, будут расти быстрее.
На самом деле выжившие организмы должны расти с такой скоростью, чтобы компенсировать потерю жизни. Это означало бы, что вторичное производство или оборот суммарной биомассы всей нерастительной жизни, обитающей на фиксированной территории в течение определенного времени, должен оставаться неизменным.
Команда подтвердила предсказания метаболической теории, но не так, как ожидалось. Производство биомассы оставалось на прежнем уровне, а количество отдельных организмов уменьшалось. Что изменилось, так это распределение размеров организмов согласно полученным данным.
«У нас меньше относительно небольших организмов, которые растут быстро, и больше крупных особей, которые растут медленнее», - сказал Бенстед. «Вот что привело к такому отсутствию изменений в общем объеме производства».
На самом деле, два вида, которые не жили в ручье до изменения температуры, колонизировали нагретый ручей, сказал Нельсон.
Причина, почему подтверждает полезность проведения эксперимента на природе, а не в лаборатории, сказал Бенстед.
Эксперимент проходил на склонах спящего вулкана Хенгилл. Его геотермальная активность внизу нагревает многие потоки, текущие по его поверхности, но не все. В результате более мелкие виды с быстрым темпом роста, приспособленные к холоду северной части Атлантического океана, процветают в более прохладных ручьях, в то время как более приспособленные к теплу, более крупные и быстрорастущие виды живут в более горячих ручьях по соседству.
Более крупные, адаптированные к теплу виды, такие как улитки и мошки, нашли путь к прогретому ручью, в то время как более мелкие виды, такие как мошки, начали сокращаться.
"Когда мы нагреваем естественный холодный поток, происходит рассредоточение, особенно животных с воздушными взрослыми особями", - сказал Бенстед..
В контролируемом эксперименте в лаборатории такого результата не было бы, сказал он.
«Мы имели бы дело с полностью закрытыми группами населения и сообществами, которые не могли получать ничего извне», - сказал Бенстед о лабораторном эксперименте.«Возможно, мы видели, как определенные виды борются или преуспевают, но мы никогда не получили бы такого удивительного результата, который обусловлен расселением».