Новое исследование Колорадского университета в Боулдере показывает, что давняя гипотеза о факторах, управляющих ареалами видов, в значительной степени верна, но может быть результатом ранее недооцененного экологического механизма.
Предсказание, впервые повторенное Чарльзом Дарвином в 1859 году, утверждает, что климатические факторы будут ограничивать распространение видов в более стрессовых условиях (например, в холодных или засушливых регионах), но взаимодействие с другими видами, например конкуренция и опыление, будет ограничивают ареал вида в менее стрессовых условиях, где климат более умеренный.
Новое исследование CU Boulder, опубликованное сегодня в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, обнаруживает, что, хотя в общих чертах гипотеза Дарвина верна, влияние взаимодействия видов на конкретную популяцию растений увеличивается в связи с снижение экологического стресса - в общепринятой модели есть нюанс.
«Дарвин и другие утверждали, что причиной этой закономерности являются градиенты плотности или разнообразия взаимодействующих видов, но вместо этого, похоже, это влияние стресса на рост, выживание, размножение и прорастание видов растений», - сказал он. Эллисон Лаутан, которая руководила исследованием во время работы над докторской диссертацией в рамках программы экологических исследований Калифорнийского университета в Боулдере.
На трех полевых участках в центральной Кении, которые различались по общей засушливости, исследователи изучили динамику популяции гибискуса мейери, обычного цветкового растения, в течение четырех лет. По словам Лутана, повсеместное распространение этого конкретного цветущего вида делает его полезной модельной системой для изучения различий в динамике популяций в зависимости от экологического градиента.
Как и ожидалось, опыление, травоядность и конкуренция с другими травами и кустарниками сыграли важную роль в установлении границ ареала растения на более влажных участках. Однако те же самые взаимодействия, по-видимому, не сыграли сильной роли в распространении H. meyeri на более засушливые участки.
«Это исследование дает представление о том, где и когда взаимодействие видов важно, а где менее важно», - сказал Лаутан, ныне занимающий постдокторскую степень в Университете Дьюка. «Понимание различных сил, которые ограничивают ареал видов и позволяют популяциям расширяться или сокращаться, имеет решающее значение для понимания как экологической, так и эволюционной динамики».
Далее исследователи планируют расширить свой экспериментальный метод на другие системы, чтобы продолжить изучение того, как вид реагирует на различные факторы в широкой географической области.
«Еще до изменения климата главный вопрос заключался в том, почему у видов есть ограничения по ареалу, и какова важность климата по сравнению с взаимодействием с другими видами при установлении этих ограничений», - сказал Дэн Доак, профессор в Программа экологических исследований CU Boulder и соавтор исследования.«Теперь, в связи с продолжающимся изменением климата, эти вопросы стали гораздо более актуальными. Эта работа показывает, что множество сил влияет на формирование того, где обитает вид, а также что механизмы, вызывающие эти эффекты, не соответствуют тому, что обычно предполагали биологи».