Ученые определили «темп» и «форму» жизни как два ключевых элемента в жизненных циклах животных, которые влияют на то, как различные виды живут в мире. Их выводы, основанные на подробной оценке 121 вида, от людей до губок, могут иметь важное значение для стратегий сохранения и прогнозирования того, какие виды выиграют, а какие проиграют в результате глобального экологического кризиса.
«Темп жизни» относится к тому, как быстро животные достигают зрелости, как долго они могут прожить и со скоростью, с которой они могут пополнять популяцию потомством. Между тем, «форма жизни» относится к тому, как шанс животного размножаться или умереть распределяется на протяжении всей его жизни.
Ученые из Национального университета Ирландии в Голуэе, Тринити-колледжа в Дублине, Оксфордского университета, Университета Саутгемптона и Университета Южной Дании сегодня [понедельник, 8 июля] опубликовали свою работу в журнале Nature. Экология и эволюция.
Широкий спектр жизненных циклов животных
Жизненные циклы животных варьируются в ошеломляющей степени. Некоторые животные, такие как бирюзовый киллифиш (маленькая рыбка, которая может завершить свой жизненный цикл за 14 дней), быстро растут и умирают молодыми, в то время как другие, такие как гренландская акула (рыба, которая скользит в воздухе до 500 лет), растут медленно и имеют чрезвычайно долгую продолжительность жизни.
Точно так же распространение смерти и размножения в жизненных циклах животных также сильно различается. Лосось, например, нерестится в течение короткого периода времени, при этом вероятность гибели особенно высока как в начале их жизненного цикла, так и во время размножения. С другой стороны, глупыши и некоторые другие морские птицы имеют более длительные периоды размножения и сталкиваются с относительно одинаковыми шансами умереть на протяжении всей своей жизни.
Люди и азиатские слоны имеют долгую продолжительность жизни и сталкиваются с относительно низким риском смертности до более позднего возраста, но имеют довольно узкий возрастной диапазон для размножения, потому что у них длительный юношеский период и они живут долгое время после репродуктивной части своей жизни. -циклы. Оба вида имеют одинаковую продолжительность жизни с австралийским пресноводным крокодилом, но у крокодила совершенно другая репродуктивная стратегия - его размножение распределяется относительно равномерно на протяжении всей жизни, но у его детенышей мало шансов достичь зрелости и размножиться..
Загадка разных жизненных циклов - почему так много?
Почему жизненные циклы животных так сильно различаются, долгое время было важной загадкой, которую ученые пытались решить. Среди причин заключается в том, что понимание того, почему животные стареют, размножаются и растут с разной скоростью, может 1) помочь пролить свет на эволюцию самого старения и 2) помочь определить, как виды будут реагировать на глобальные изменения окружающей среды.
В своем исследовании ученые использовали данные о населении для сравнения подробных жизненных циклов различных видов, от губок до кораллов, от лосося до черепах и от стервятников до человека. Нанеся на карту 121 жизненный цикл, ученые заметили, что определенные экология и физиология животных связаны с определенными жизненными циклами.
Д-р Кевин Хили, который проводил исследование в Тринити и в настоящее время является преподавателем зоологии в Национальном университете Ирландии в Голуэе, является ведущим автором исследования. Он сказал: «Когда мы нанесли на карту диапазон жизненных циклов в животном мире, мы увидели, что они следуют общим закономерностям. Будь вы губкой, рыбой или человеком, ваш жизненный цикл в целом можно описать двумя вещами. - как быстро вы живете и как ваше размножение и вероятность смерти распределены по всей вашей жизни."
"Как мы и ожидали, виды с низким уровнем метаболизма и медленным образом жизни были связаны с более медленными жизненными циклами. Это имеет смысл: если вы не сжигаете много энергии в секунду, вы ограничены в том, как быстро ты можешь расти. Точно так же, если вы животное, которое мало двигается, например, губка или рыба, живущая на морском дне, имеет смысл играть в более длительную игру с точки зрения вашего темпа жизни, поскольку вам, возможно, придется подождать. еду к вам."
Последствия сохранения
Ученые также исследовали, делают ли определенные жизненные циклы животных более восприимчивыми к экологическим угрозам, ища связи между жизненным циклом животного и его положением в красном списке исчезающих видов МСОП.
Профессор зоологии и заведующая кафедрой зоологии в Тринити Ивонн Бакли является соавтором исследования. Она сказала: «Мы обнаружили, что риски исчезновения не ограничиваются конкретными типами истории жизни 121 вида. Несмотря на то, что у этих животных были очень разные способы поддержания своей популяции, они столкнулись с одинаковыми уровнями угрозы».
Популяции определенных видов, таких как чавыча или пресноводный крокодил, больше различаются по тому, как смертность и размножение распределяются по продолжительности их жизни, чем по темпу их жизни. Это важно для популяций животных, которые нам необходимо сохранить, поскольку это предполагает, что, возможно, было бы разумнее рассмотреть действия, которые стимулируют размножение и/или оказывают большее влияние на периоды жизненного цикла, когда смертность и размножение более вероятны, а не просто нацеливаться. для продления жизни этих животных».
Доцент кафедры экологии Оксфордского университета доктор Роб Сальгуэро-Гомес также является соавтором исследования. Он сказал: «Эта сравнительная работа, основанная на предыдущих исследованиях, которые мы разработали для проверки основных предположений о том, как жизнь структурирует царство растений, подчеркивает важные общие черты в том, как животные и растения зарабатывают на жизнь и адаптируются к различным средам. Действительно, классические работы по теории истории жизни предсказали единственный способ структурирования жизненных стратегий. Наша работа с растениями, а теперь и с животными показывает, что диапазон возможностей гораздо шире, чем считалось ранее».
Беспрецедентное количество демографических графиков животных, использованных в этом исследовании, проведенном по инициативе доцента Сальгуэро-Гомеса и соавтора доцента Оуэна Джонса, открывает новые захватывающие способы изучения того, что наиболее распространенные стратегии, используемые различными видами для процветания в окружающей среде, а также использование демографических моделей для прогнозирования того, какие виды выиграют, а какие проиграют от изменения климата».
Исследование финансировалось Научным фондом Ирландии, Советом по исследованию окружающей среды (Великобритания), Австралийским исследовательским советом, Датским советом по независимым исследованиям и Институтом демографических исследований Макса Планка (Германия).