Биология

У способности экосистемы адаптироваться к изменениям среды обнаружили предел

Paul Nicklen/National Geographic

Международная группа ученых провела исследование с использованием математических моделей эволюции, в котором выяснила, что скорость адаптации — основной фактор, определяющий выживаемость видовых сообществ. Таким образом, для поддержания жизнеспособности экосистем достаточно снижения темпов изменения климата, разрушения среды обитания и других негативных процессов. Статья опубликована в журнале Ecology and Evolution.

В условиях непрерывного увеличения нагрузки на экосистемы из-за изменений климата и разрушения естественной среды обитания многие виды могут оказаться на грани исчезновения. В настоящее время широко обсуждаются вопросы о том, может ли живая природа адаптироваться к возрастающей нагрузке и существует ли предел устойчивости у экосистем. На этот вопрос ученые из Сколковского института науки и технологий совместно с коллегами из университетов Канады и Чили ответили с помощью методов математического моделирования.

«Главной отличительной чертой всех живых организмов является их способность адаптироваться к новым условиям окружающей среды. Это происходит как при расширении ареалов обитания, так и при климатических изменениях. Благодаря этому свойству мы наблюдаем такое разнообразие живых организмов. Адаптации к изменениям в окружающей среде это не только длительные макроэволюционные процессы, такие как видовая диверсификация или вымирание, но и более быстрые, в результате которых у существующих популяций формируются новые признаки. Например, адаптация кораллов к повышению температуры океана, предотвращающая их обесцвечивание, или развитие устойчивости к антибиотикам и другим лекарственным препаратам», — рассказывает соавтор статьи, Ярослав Исполатов из Университета Сантьяго-де-Чили.

Исследователи провели симуляции эволюции видовых сообществ на основе логической модели с конкуренцией — в моделях этого типа внутривидовая и межвидовая конкуренция ограничивает рост популяции. В симуляциях исследователи использовали абиотические (внешние), параметры, которые изменялись во времени с разной скоростью, и наблюдали за последствиями этих изменений на видовые сообщества, такими как, расширение существующих и формирование новых видов, а также полное вымирание вида. Неблагоприятные экологические изменения чаще всего приводят к сокращению количества видов, общей численности популяции и фенотипического разнообразия. Однако наиболее важным фактором, определяющим конечный результат, является именно скорость этих изменений, которая может достигать некоторой критической точки, за пределами которой ни один из видов, рассмотренных в модели, не сможет выжить.

Экологическая нагрузка на сообщество зависит от его особенностей, поэтому некоторые системы подвержены большему риску исчезновения, нежели другие. Наиболее уязвимыми оказались сообщества с высокоорганизованными видами. Например, серьезную обеспокоенность вызывает арктическая экосистема с ее уникальными млекопитающими. Изменения в окружающей среде с каждым годом происходят все быстрее, поэтому проблема уже приобретает глобальный характер, не ограничиваясь лишь отдельными экосистемами, страдающими от этих процессов.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.