Разнообразие растений и животных в арктических регионах Земли умеренное. Тропические широты, напротив, кишат различными видами, где постоянно открываются новые организмы.
В чем причина такого неравномерного распределения? Почему в тропиках обитает больше видов, чем в более высоких широтах? «Этот вопрос давно интересовал экологов, - говорит профессор Ингольф Штеффан-Девентер из Биоцентра Вюрцбургского университета. «Уже около десяти лет назад издатели Science объявили, что это один из 25 самых важных вопросов науки, на которые еще предстоит ответить."
Распространяется несколько гипотез
На сегодняшний день этот основной вопрос вызывает споры. Одна из гипотез, например, состоит в том, что первичная продуктивность среды обитания в конечном счете определяет количество живущих в ней видов. Проще говоря: «Большой пирог может поддерживать больше видов, чем маленький», - объясняет эколог из Вюрцбурга доктор Марселл Петерс. Другая гипотеза предполагает, что скорость эволюции и видообразования зависят от температуры. Согласно этому предположению, в более теплом климате процветает больше видов, чем в холодном.
До сих пор эти гипотезы рассматривались, как правило, путем сосредоточения внимания на отдельных группах видов: например, в исследованиях наблюдались только птицы, пчелы, муравьи или папоротники и анализировалось их разнообразие в разных регионах мира, например. в Северной Америке, Европе или вдоль перепадов высот в Альпах. «Некоторые исследования поддержали одну гипотезу, тогда как другие поддержали другое предположение», - говорит Петерс и заявляет, что до установления «общего правила», к которому стремятся экологи, еще далеко.
Уникальное исследование, проведенное на горе Килиманджаро
В журнале «Nature Communications» Петерс и группа исследовательского подразделения «FOR1246», финансируемого Немецким исследовательским фондом (Deutsche Forschungsgemeinschaft, DFG), представляют новое исследование, которое пока уникально и представляет собой синтез четыре года работы: «На горе Килиманджаро, одном из самых больших климатических градиентов Земли, мы одновременно наблюдали так много групп животных и растений, как никогда раньше», - говорит исследователь.
В целом команда исследовала восемь групп растений и 17 групп животных, от пчел до летучих мышей. В масштабном исследовании приняли участие 38 ученых из Германии, Танзании и других стран; их поддерживали около 50 местных водителей, перевозчиков и других помощников. «Нам пришлось подниматься по горным районам в течение нескольких дней, чтобы добраться до самых высоких мест для исследований», - говорит Питерс.
Территория исследования простиралась от саванн у подножия горы до местообитаний на высоте 4 550 метров, которые едва питают растения. Данные по всем группам были собраны на одних и тех же территориях и в один и тот же период времени соответственно. «Этот подход позволил нам проанализировать биоразнообразие не только каждой отдельной группы, но и целых сообществ».
Разнообразие увеличивается с температурой
Исследование показало, что биоразнообразие в сообществах в основном определяется температурой. Чем теплее, тем больше разнообразие. «Чем больше групп животных и растений вы исследуете параллельно, тем больше значение температуры для объяснения биоразнообразия, тогда как важность всех других переменных соответственно снижается».
Ученые считают, что это убедительное доказательство в поддержку предположения о том, что температура на самом деле более важна для моделей распределения общего биоразнообразия, чем продуктивность или размер среды обитания.