Несмотря на изменения климата, наблюдается повсеместное замедление смены видов

Фото из открытых источников

Многие экологи исходили из предположения, что по мере ускорения глобального потепления экосистемы также должны «перемещаться» быстрее.  Логика кажется простой: климатические зоны смещаются, виды вытесняются из мест, где они раньше выживали, появляются новые виды, и местные сообщества перестраиваются с возрастающей скоростью.

Новое исследование, проведенное в Университете королевы Марии в Лондоне (QMUL), показывает, что реальность ведет себя гораздо более странным образом. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Изучив огромный массив данных исследований биоразнообразия на суше, в пресноводных водоемах и океане, охватывающих примерно последнее столетие, исследователи обнаружили, что локальная смена видов не ускорилась, а замедлилась.

Ключевая идея здесь — «оборот»: то, как быстро меняется список видов в конкретном месте с течением времени. 

Представьте себе участок морского дна, озеро или лесной массив. Если смена видов происходит часто, то состав обитателей быстро меняется. Если же она происходит редко, то одни и те же виды продолжают появляться из года в год.

Группа исследователей сосредоточила особое внимание на периоде с 1970-х годов, когда, согласно имеющимся данным, глобальное потепление поверхности Земли ускорилось. 

Они сравнили показатели текучести кадров до и после этого ускорения, сосредоточившись на коротких временных интервалах — примерно от 1 до 5 лет — в течение которых, как ожидается, быстро проявляется негативное воздействие окружающей среды.

Вместо этого тенденция изменилась в противоположную сторону: скорость смены видов замедлилась, и это произошло в совершенно разных экосистемах, от птиц на суше до сообществ, обитающих на морском дне.

«Природа работает как самовосстанавливающийся двигатель, постоянно заменяя старые детали новыми. Но мы обнаружили, что этот двигатель сейчас остановился», - объясняет ведущий автор исследования Эммануэль Нванкво.

Иными словами, в экосистемах обычно присутствует своего рода встроенная система изменений. Виды появляются и исчезают даже тогда, когда окружающая среда не претерпевает резких изменений, потому что конкуренты, хищники, жертвы, болезни и случайные события поддерживают баланс, нарушая его.

Удивительно в этих данных то, что этот фоновый процесс — этот «механизм самовосстановления» — замедляется именно в тот момент, когда многие ожидали его ускорения.

«Мы были удивлены, насколько сильным оказался эффект. Показатели текучести кадров, как правило, снижались на треть», — сказал соавтор исследования Аксель Россберг из QMUL.

Снижение на одну треть — это не просто незначительный шум. Это говорит о том, что происходят масштабные изменения в поведении экосистем, а не только в нескольких отдельных местах и не просто о странностях измерений.

Один из самых интересных аспектов статьи — это то, как авторы интерпретируют само понятие текучести кадров.

Распространенное мнение заключается в том, что экосистемы перестраиваются главным образом потому, что внешний мир заставляет их это делать посредством температуры, количества осадков, землепользования, загрязнения питательными веществами и так далее. 

Безусловно, эти факторы имеют значение. Но в исследовании утверждается, что многие экологические сообщества также функционируют в условиях сильной внутренней динамики, даже без внешнего воздействия.

Они связывают это с теоретической идеей, называемой фазой «множественных аттракторов», предсказанной физиком Гаем Буниным в 2017 году. 

Представьте себе это так: вместо одного стабильного «наилучшего» сообщества для определенного места, система может существовать в нескольких возможных конфигурациях.

В результате взаимодействия между видами — конкуренции, хищничества, мутуализма — происходит постоянная смена видов, словно в бесконечной игре в камень-ножницы-бумага.

Исследователи утверждают, что это внутреннее движение может быть доминирующей особенностью экосистем. И данные, по их мнению, соответствуют характеристикам, которые можно было бы ожидать, если бы такое поведение «множественных аттракторов» было реальным в природе, а не только в теории.

Так почему же оборот должен замедлиться? Вот тут-то газета и принимает несколько мрачный оборот.

Если экосистемы обладают свойством "вращающейся двери", то замедление этого процесса свидетельствует о том, что дверь заклинило. Исследователи утверждают, что наиболее вероятной причиной является деградация окружающей среды и сокращение региональных видов.

В здоровой экосистеме обычно существует «резерв» потенциальных новых видов в более широком регионе – видов, которые могут заселиться, когда позволят условия, или когда другой вид исчезнет. 

Но если потеря среды обитания, ее фрагментация, загрязнение, чрезмерная эксплуатация и другие виды антропогенного воздействия сокращают этот региональный ресурс, в итоге остается меньше кандидатов на замену утраченной среды.

В результате получается не обязательно спокойное и стабильное сообщество. Это сообщество, застрявшее на месте – менее способное к реорганизации, менее способное к «самовосстановлению» и потенциально менее устойчивое.

«В других исследованиях мы видим явные признаки того, что антропогенное воздействие приводит к замедлению оборота. Это вызывает беспокойство», — сказал Нванкво.

Это, пожалуй, самая легко объяснимая часть, если просто взглянуть на заголовок. Если местные сообщества не претерпевают значительных изменений, можно подумать: «Отлично, природа остается неизменной».

Авторы утверждают, что это неверный вывод. Отсутствие текучки кадров может быть тревожным сигналом, а не поводом для оптимизма.

Если экосистемы зависят от постоянного притока новых видов для адаптации к нарушениям, то замедление смены видов может означать, что система теряет гибкость, которая помогает ей выживать в условиях потрясений.

В такой трактовке замедление больше похоже не на «стабильность», а на «истощение».

Если результаты исследования верны, это подтолкнет ученых (и специалистов по охране окружающей среды) к иному взгляду на проблему изменения климата. 

Потепление, возможно, по-прежнему оказывает влияние на перемещение видов, но скорость изменений в местных сообществах может быть ограничена чем-то более фундаментальным: насколько нетронутым является окружающее региональное биоразнообразие.

Таким образом, будущее может оказаться не просто историей всё более быстрых перестановок. Это может быть история о том, как экосистемы становятся менее динамичными, потому что остаётся меньше видов, способных осуществлять эти перестановки.

Это совсем другой, и, пожалуй, более пугающий, сигнал тревоги.