Экологическая стабильность на суше позволила процветать морскому биоразнообразию

Ученые обнаружили, что современное биоразнообразие океана, достигшее рекордно высокого уровня, было достигнуто за счет долговременной стабильности мест так называемых горячих точек биоразнообразия, районов с особенно большим количеством видов.

Результаты опубликованы сегодня в вспыльчивый характерс помощью новаторской модели, которая реконструирует разнообразие морской фауны от ее происхождения (около 550 миллионов лет назад) до настоящего времени на основе тектоники плит и факторов окружающей среды, особенно температуры океана и запасов пищи.

В отличие от летописи окаменелостей, новая модель свободна от пробелов и предвзятости выборки, поскольку история разнообразия в модели моделируется численно, а не реконструируется по данным окаменелостей. Модель показывает, что рост разнообразия реален и коррелирует с эволюцией горячих точек разнообразия в течение последних 200 миллионов лет, когда условия окружающей среды Земли были относительно стабильными.

Для подготовки работы научная группа использовала древнюю географическую модель, которая отслеживает движения континентов и морского дна в течение геологического времени, и модель древней системы Земли, которая реконструирует условия окружающей среды древних морей. В модели каждый отслеживаемый регион накапливает разнообразие с течением времени со скоростью, которая контролируется условиями окружающей среды для каждого региона и каждый раз.

Соавтор, профессор Майкл Бентон из Школы наук о Земле Бристольского университета, объяснил: «Наш подход разрешает некоторые предыдущие споры о том, достаточно ли хороша летопись окаменелостей в горных породах, чтобы обеспечить четкую картину изменения биоразнообразия в течение длительного времени». .

На сегодняшний день понимание глобальной истории биоразнообразия и происхождения современного биоразнообразия опирается на летопись окаменелостей, доказывающую, что за последние полмиллиарда лет жизнь на нашей планете пережила как минимум пять крупных массовых вымираний. Пермско-триасовое массовое вымирание, крупнейшее в истории, уничтожило более 90% морских видов, поставив экосистемы на грань коллапса. Сегодня, 250 миллионов лет спустя, жизнь в море разнообразна как никогда.

«Вопрос в том, как мы оказались там, где мы есть», — сказал исследователь ICM-CSIC и руководитель проекта Педро Черменьо. «Пробелы в летописи окаменелостей требуют использования нового вычислительного подхода для реконструкции истории жизни. Наша модель способна восстановить географическое распределение разнообразия современных океанов, особенно горячих точек, и выявить механизмы, которые их создали. “

Последние 50 лет палеонтологи спорят о качестве летописи окаменелостей. «Мы не были уверены, что этого достаточно, чтобы дать разумную картину прошлого разнообразия и подробностей того, как жизнь восстанавливалась после массового вымирания», — сказал профессор Бентон.

Кармен Гарсия-Кома, исследователь из ICM-CSIC, которая руководила исследованием, добавила: «Было очень интересно увидеть, что динамика глобального разнообразия, созданная нашей региональной моделью диверсификации, была похожа на то, что мы видим в палеонтологической летописи. Это подтверждает использование модели для реконструкции распределения пространственного разнообразия в глубоком промежутке времени, что позволяет нам определить, когда и как возникли очаги морского биоразнообразия».

Новая модель также проливает свет на один из самых противоречивых вопросов эволюционной экологии: существует ли предел разнообразия, которое Земля может поддерживать. Экологическая теория утверждает, что по мере увеличения разнообразия и усиления биологических взаимодействий, таких как конкуренция, процесс диверсификации замедляется до полной остановки, так что появление и формирование нового вида неизбежно ведет к вымиранию старого.

Однако некоторые ученые утверждают, что экосистемы Земли настолько неоднородны, что всегда найдется место для большего количества видов. Наши результаты примиряют обе точки зрения. В то время как в большинстве океанов уровни разнообразия значительно ниже их максимального уровня, регионы, в которых находятся очаги разнообразия, могут быть близки к их пределам.

«Этот инструмент моделирования действительно мощный, потому что он позволяет нам исследовать множество вещей, в том числе то, что произошло бы, если бы не произошло некоторых крупных массовых вымираний или если бы они произошли в другое время в истории Земли», — сказал г-н Черменьо.

Вмешательство человека в нормальное функционирование систем Земли привело к тому, что эксперты называют шестым массовым вымиранием. По данным Организации Объединенных Наций, в прошлом веке многие виды исчезли, подобно тем, которые вымерли бы через 10 000 лет, если предположить, что естественный сценарий не вымер. Кроме того, 25% видов, оцененных Международным союзом охраны природы, сегодня находятся под угрозой исчезновения.

Профессор Бентон заключил: «Наше исследование подтверждает, что если нынешние тенденции сохранятся, прогнозируемая потеря разнообразия может восстановиться через миллионы лет, возможно, за пределами нашего существования как вида».

Исследование было проведено международной группой морских биологов, геологов и специалистов по моделированию систем Земли из Научного института Дель Мар CSIC в Барселоне (Испания), Бристольского университета (Великобритания) и Сиднейского университета (Австралия). ), Северо-Западный университет в Сиане (Китай), Университет Бургундия-Франш-Конте (Франция), Калифорнийский университет в Риверсайде (США) и Интегративная физиология окружающей среды, Институт полярных и морских исследований им. Альфреда Вегенера в Бремерхафене (Германия).

Leave a Comment