Ученые из Университета Лестера пролили новый свет на то, почему массовые вымирания происходили на протяжении всей истории, и как это знание может помочь в прогнозировании грядущих экологических катастроф.
Международная команда исследовала внезапные экологические изменения на протяжении всей истории, от событий массовой смертности в далеком прошлом до более поздних вымираний, которые произошли за последние несколько десятилетий.
В статье, опубликованной в журнале Science, в соавторстве с профессором Сергеем Петровским и доктором Андреем Морозовым с математического факультета Лестерского университета, а также группой ведущих ученых из США и Канады, группа исследовала давняя загадка того, почему происходят эти экологические переходы.
Экологические системы иногда испытывают внезапные изменения в своих свойствах или функциях, что часто приводит к вымиранию видов и значительной утрате биоразнообразия.
Понимание того, почему происходят эти значительные изменения, остается сложной задачей, в частности потому, что переходы часто происходят в кажущихся устойчивыми, постоянными условиями и, следовательно, не могут быть напрямую связаны с конкретным изменением окружающей среды.
Объединяя эмпирические данные, выводы из экологической теории и математические модели, команда обнаружила, что резкие переходы в экосистеме могут происходить в результате долговременной переходной динамики, включая «призрачные аттракторы» и «ползание». bys'.
Аттрактор - это «конечное состояние» данной экосистемы, то есть то, где его можно найти в течение бесконечно долгого периода времени и/или куда он возвращается после небольших возмущений.
«Призрачный аттрактор» - это особая конфигурация динамической системы, которая демонстрирует то же поведение, что и аттрактор, но только в течение конечного времени в пределах экосистемы. По истечении этого времени система, как правило, испытывает быструю эволюцию или переход в другое состояние, которое может иметь совершенно другие свойства. Таким образом, такой переход будет соответствовать катастрофе или крупному экологическому сдвигу.
«Crawl-bys», с другой стороны, существуют, когда изменения в динамике экосистемы происходят медленно в течение длительного периода времени.
Профессор Петровский пояснил: «Экологическая катастрофа, возникшая из-за «призрачного аттрактора» или «проползания», может быть долгом, который мы должны заплатить за действия или ошибки - например, нерациональное использование природных ресурсов - сделано много поколений назад.
Наши исследования показывают, что здоровая экосистема не обязательно будет оставаться здоровой даже при отсутствии каких-либо значительных изменений в окружающей среде. Поэтому для смягчения последствий потенциальных бедствий требуется более тщательный мониторинг состояния экосистемы.
Мы также можем предсказать приближающуюся катастрофу в том смысле, что наше исследование подсказывает, где искать ее признаки и каков соответствующий масштаб времени: изменение окружающей среды (будь то естественное или антропогенное), которое, в конце концов, привести к большим изменениям, возможно, произошло очень давно.
"Эти результаты создают новую парадигму, а также мощную теоретическую основу для понимания и потенциального прогнозирования экологических катастроф и для их эффективного управления."