Исследователи обнаружили, что сокращение разнообразия растений - из-за утраты мест обитания, использования человеком и других воздействий окружающей среды - приводит к более раннему цветению растений, и что влияние утраты разнообразия на сроки цветения сходно по величине с последствиями глобального потепления. Открытие может оказать сильное влияние на то, как ученые изучают изменения экосистем и измеряют последствия глобального потепления.
«Исчезновение видов из системы может изменить сроки биологических событий так же, как и изменение климата», - сказала Амелия Вольф, постдоктор кафедры экологии, эволюции и биологии окружающей среды (E3B) Колумбийского университета и ведущий автор. на учебе.«Изменение климата смещает сроки биологических событий, таких как цветение, что вызывает обеспокоенность по поводу несоответствия сроков между взаимозависимыми видами. Эта новая статья впервые демонстрирует, что, помимо воздействия глобального потепления, мы должны быть обеспокоены о том, как исчезновение видов влияет на время биологических событий».
Доклад, озаглавленный «Изменения в фенологии цветения в ответ на утрату биоразнообразия», опубликован в мартовском номере Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
С 1990-х годов фермеры, естествоиспытатели и ученые начали замечать, что фенология, или время биологических событий, таких как цветение растений и «распускание листьев» деревьев, меняется, и растения цветут прогрессивно раньше, чем в прошлом. На сегодняшний день это наблюдение было связано с повышением температуры в результате глобального потепления, и поэтому время цветения было описано как «отпечаток пальца изменения климата», понимаемый как публичное, видимое, легко измеряемое проявление пагубных последствий. глобального потепления. В результате были проведены и опубликованы многочисленные наблюдательные и экспериментальные исследования о фенологическом воздействии абиотических, физических воздействий, таких как глобальное потепление. Однако не проводилось никаких исследований, изучающих фенологическое влияние биотических свойств экосистемы и то, как живые существа взаимодействуют друг с другом.
Кроме того, существует несоответствие между данными, собранными в ходе обсервационных исследований, в ходе которых исследователи наблюдают и анализируют то, что происходит естественным образом в экосистеме, затронутой глобальным потеплением, и результатами экспериментальных исследований, когда исследователи искусственно нагревают участок в способ, который соответствует естественному глобальному потеплению. Экспериментальные исследования неизменно не приводят к таким же изменениям во времени биологических событий, как те, которые регистрируются в наблюдательных исследованиях.
«Экспериментальные исследования не могут объяснить все изменения, наблюдаемые в наблюдениях», - сказал Вольф.«Возможно, часть того, что эти экспериментальные исследования не могут объяснить, - это биотическое влияние - влияние других видов, окружающих те, что цветут. Это означает, что не только глобальное потепление вызывает этот эффект, но есть двойное влияние изменения температуры и изменения вида."
Вулф и ее коллеги решили выяснить, повлияла ли утрата биоразнообразия на сроки биологических событий. Они создали пастбищный участок в Калифорнии с 16 различными видами растений и систематически удаляли виды, чтобы посмотреть, какое влияние это окажет на оставшиеся растения, эксперимент, который имитирует влияние человека на состав и разнообразие растительных сообществ во всем мире. По мере сокращения разнообразия растений исследователи наблюдали повышение температуры почвы, изменение ресурсов почвы и изменение сроков цветения. Для каждого удаленного вида оставшиеся растения зацвели в среднем примерно на полдня раньше, чем при отсутствии потери биоразнообразия. Два удаленных вида привели к тому, что растения зацвели в среднем на целый день раньше, чем в противном случае.
Величина этого изменения в сроках цветения, объяснил Вольф, аналогична величине фенологических изменений, ранее приписываемых исключительно глобальному потеплению, а это означает, что роль, которую биотические взаимодействия - то, как растения взаимодействуют друг с другом - играют на Фенология имеет решающее значение для понимания комбинированного антропогенного воздействия на распускание листьев, сроки цветения и другие фенологические явления, и ее следует учитывать при изучении глобального изменения климата. Снижение разнообразия может способствовать или усугублять фенологические изменения, связанные с повышением глобальной температуры.
«Речь идет не о том, когда ваши тюльпаны полностью расцветут, а о том, что потеря биоразнообразия и ее влияние на фенологию растений могут повлиять на всю экосистему», - сказал Вольф. «Растения цветут, чтобы размножаться - создавать семена для производства следующего поколения. Многие растения полагаются на насекомых, птиц или других опылителей, которые помогают в этом процессе. Для таких растений изменение времени цветения может быть действительно большой проблемой. Если растение зацветает до того, как его опылители активны, вид растения не может размножаться или может дать меньше семян. Если есть насекомые, птицы, люди или другие животные, которые зависят от этих видов растений, они также могут подвергнуться влиянию. Растения и сообщества, в которых они растут, взаимосвязаны и критически зависят друг от друга».
Есть много экологических причин, по которым время цветения имеет значение, объяснил Вольф, и это новое открытие ставит много новых вопросов, которые необходимо изучить. Это исследование, например, проводилось в одном типе экосистемы, но увидят ли исследователи аналогичные закономерности в других экосистемах? Волк подозревает, что они будут. Среди других неизвестных исследователи заинтересованы в анализе того, какие виды, скорее всего, будут затронуты этими биотическими взаимодействиями; если есть виды, которые более изолированы от воздействий; и какие виды, если они исчезнут, приведут к наиболее значительным изменениям в сообществе.