Международная группа исследователей продемонстрировала, что сложность ветвления рек влияет на региональную стабильность популяции и устойчивость в природе, вопреки современным теориям, которые предполагают важность размера экосистемы.
На рубеже 21-го века экосистемы стали подвергаться большей экологической неопределенности с интенсивными волнами тепла, внесезонными похолоданиями и ураганами. «Одной из неотложных задач экологов является выяснить, как региональные популяции организмов сохраняются во время быстрых изменений окружающей среды», - сказал Акира Теруи из Университета Хоккайдо, который руководил исследованием, опубликованным в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Считается, что в более крупных экосистемах обитают более стабильные региональные популяции, поскольку они содержат более разнообразные среды обитания. Однако сложный ландшафт, такой как пересеченная береговая линия и речные разветвления, также создает экологическое разнообразие в экосистеме, например, воздействуя на световую среду и микроклимат. «Предыдущие исследования, как правило, фокусировались на размере экосистемы и мало внимания уделяли ее сложности», - пояснил Теруи. «Мы предположили, что сложность ветвления естественных рек способствует стабильности населения региона за счет создания разнообразной окружающей среды».
Чтобы проверить свою гипотезу, исследовательская группа, включающая Теруи и его сотрудника Нобуо Исияму, разработала математическую модель, которая имитирует региональную динамику населения в речных сетях с разной степенью сложности ветвления (определяемой как вероятность ветвления). Модель предсказывала сложность ветвления, а не размер экосистемы, что лежало в основе долгосрочной стабильности региональной популяции в естественных условиях, когда каждый приток в речной сети имеет отличительные экологические характеристики.
Исследователи проверили предсказания модели, сравнив их с данными мониторинга рыб в 31 речной системе на Хоккайдо, собранными с 1999 по 2016 год. Региональные популяции четырех видов рыб действительно были более стабильными в более сложных речных сетях, в то время как размер водораздела имел лишь смутный эффект.
В последние годы речные сети все больше упрощались в пользу строительства плотин и другой деятельности человека. Мы надеемся, что наше исследование и дальнейшие исследования помогут усилиям по сохранению биоразнообразия и обеспечению устойчивого использования ресурсов пресной воды, - прокомментировал Теруи.