Группа экологов приступила к созданию периодической таблицы экологических ниш, подобной периодической таблице химии. И точно так же, как химики использовали свою периодическую таблицу в качестве точки отсчета для понимания отношений между элементами, новая таблица для экологов показывает отношения во времени между животными, растениями и окружающей их средой, выступая в качестве важнейшего ресурса для ученых, стремящихся понять, как происходит потепление. климат может стимулировать изменения видов по всему миру.
Техасский университет в Остине Эрик Пьянка, ведущий автор статьи, опубликованной на этой неделе в Интернете в The American Naturalist, присоединился к четырем другим исследователям в создании первых частей этой новой системы упорядочения для ниш, набора определяющих факторов. в месте, которое определяет, как растения и животные живут, размножаются и взаимодействуют друг с другом и с окружающей средой.
«Обобщение основных экологических признаков в таких простых схемах позволит экологам прогнозировать, как виды могут реагировать на новые условия окружающей среды и инвазионный потенциал видов», - сказал Пьянка. «Это проинформирует нас о том, как ниши развивались в прошлом и даже о том, как они будут развиваться в будущем, и все это имеет прямое отношение к последствиям изменения климата».
На определение экологических ниш влияет так много факторов, что они очень сложны, и экологам еще никогда не удавалось упорядочить их предсказуемым образом. Тем не менее, исследователи были заинтригованы этой идеей с 1972 года, когда эколог-эволюционист Роберт Макартур предложил расположить их в порядке, аналогичном периодической таблице химических элементов. В этой таблице элементы упорядочены по комбинации их атомного номера (протонов), конфигурации электронов и определенных химических свойств.
Идея в экологии состоит в том, чтобы найти аналогичный способ суммировать многие переменные экологических ниш и помочь предсказать, как можно ожидать, что отдаленно родственные виды на разных континентах, но в сходной среде будут эволюционировать со сходными чертами.
Описанная сегодня структура опирается на экологические данные, собранные Пианкой и его давней коллегой Лори Витт из Университета Оклахомы, которые вместе провели более 50 лет полевых исследований в различных средах обитания на четырех континентах. Они использовали данные, относящиеся к пяти основным параметрам ниши (среда обитания, диета, история жизни, метаболизм и защита, каждая с 7-15 переменными) для 134 видов ящериц. Ящерицы, живущие на разных континентах, эволюционировали, чтобы заполнить сходные ниши и иметь сходные черты. Шаблоны повторяются: австралийские пустынные ящерицы решают проблемы теми же способами, что и африканские и американские пустынные ящерицы, даже если они не связаны эволюционно тесно. Они добывают пищу, остаются активными или неактивными в определенное время суток, откладывают яйца или рожают детенышей и относятся к своей среде обитания - все очень похоже.
Периодическая таблица извлекает выгоду из этого типа конвергентной эволюции ящериц по всему миру и использует многомерный анализ более чем 50 измерений ниш ящериц. Всего три измерения охватывают 62 процента общего разнообразия, что указывает на то, что ниши ящериц сильно ограничены.
В дополнение к статье исследователи создали веб-сайт, который позволяет экологам изучать полученные данные. Поскольку люди воспринимают только в трех измерениях, визуализировать и понимать сложные ниши в большем количестве измерений сложно, поэтому, чтобы упростить визуализацию своих результатов на веб-сайте, Пианка и его коллеги создали вращающуюся трехмерную графику. Это позволяет пользователям исследовать ограничения и компромиссы в эволюции ниш ящериц и выявить способ, которым виды перекрываются или разделяются в зависимости от среды обитания, размера тела, режима кормодобывания, диеты, истории жизни, метаболизма, оборонительной тактики и / или времени и места. Мероприятия.
Исследование проводилось совместно Пьянкой и Виттом, а также Николасом Пелегрин из Университета Кордовы, Аргентина, и Дэниелом Б. Фицджеральдом и Кирком О. Вайнмиллером из Техасского университета A&M. Он был профинансирован, в частности, Национальным географическим обществом и Национальным научным фондом.