Эхо вымираний: Новый метод проливает свет на будущие вызовы для млекопитающих

Крупные млекопитающие играют ключевую роль в экосистемах. Теперь же менее половины видов крупных млекопитающих, живших 50 000 лет назад, существуют сегодня, а оставшиеся находятся под угрозой исчезновения.

Исследователи из Технологического института Джорджии использовали новую методологию, чтобы изучить, как способность млекопитающих функционировать в своих средах была нарушена в прошлом и с какими вызовами они могут столкнуться в будущем.

Дженни МакГвайр и Дэниел Лауэр заглянули на миллионы лет в прошлое, наблюдая, как и почему менялись отношения травоядных Восточной Африки со своей средой обитания на фоне потери биоразнообразия.

Они использовали новый подход для построения моделей, показывающих, как специфические признаки млекопитающих — например, масса тела и форма зубов — эволюционировали вместе с изменяющейся средой. Их метод предлагает новую стратегию для исследования последствий меняющейся экологии и определения приоритетов в природоохранных усилиях.

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Анализ данных

Учёные начали с анализа данных с 186 участков по всей Восточной Африке. Данные содержали записи о более чем 200 вымерших и 48 современных видах травоядных (включая африканского слона, жирафа и бегемота), показывая, где и когда каждый вид жил в течение последних 7,4 миллиона лет.

Данные показали, что биоразнообразие млекопитающих в Восточной Африке начало снижаться около 5 миллионов лет назад. Вымирания совпадали с изменениями окружающей среды и появлением ранних людей.

Чтобы получить более полную картину, они адаптировали методологию, известную как экометрика. Этот подход изучает взаимосвязь между условиями окружающей среды (погода, растительность) и функциональными признаками животных, влияющими на их биологические показатели.

Команда сосредоточилась на трёх признаках:

Каждый из этих признаков демонстрирует взаимосвязь с тем, насколько среда обитания dominated травами, а не древесными растениями. Например, более высокий зуб позволяет потреблять абразивную травянистую растительность.

Для каждого признака были построены модели взаимосвязи "признак–среда". Используя данные о признаках, учёные смогли оценить, как выглядела окружающая растительность (процент деревьев и кустарников vs. пастбищ) в каждом сообществе млекопитающих с течением времени.

Анализ нарушений

С помощью своей экометрической модели исследователи обнаружили ключевое различие между сокращением биоразнообразия, произошедшим до примерно 1,7 миллиона лет назад, и тем, что произошло после.

  • Хотя биоразнообразие начало снижаться около 5 миллионов лет назад, взаимосвязи "признак–среда" оставались стабильными, несмотря на эти потери. Ранние потери были результатом адаптации видов к условиям пастбищ или следования за предпочитаемой средой обитания. Эти потери не обязательно оказывали негативное влияние на способность сообществ функционировать.
  • Однако позже, около 1,7 миллиона лет назад, когда климат стал более засушливым и изменчивым, а древесный покров сократился ниже 35%, произошёл крупный сдвиг. Произошли быстрые потери в количестве и разнообразии видов, а также значительное нарушение взаимосвязей "признак–среда". Эти потери, вероятно, угрожали способности многих видов млекопитающих эффективно функционировать в местных условиях.

"Наши выводы поразили нас, потому что мы смогли дифференцировать различные типы потерь биоразнообразия и их последствия. Эта работа подтверждает идею о том, что не все потери биоразнообразия одинаковы", — сказал Лауэр.

Защита уязвимых

Выводы исследования имеют важные последствия для понимания будущих угроз. В прошлом, когда изменения были постепенными, а дикая природа могла свободно перемещаться, животные могли адаптироваться.

Теперь фрагментация местообитаний из-за ограждений, дорог и городов может ограничить способность диких животных адаптироваться к быстрым изменениям. Это усугубляется как высокой скоростью, так и растущей изменчивостью современного климата, что подвергает животных риску утраты способности функционировать в своей местной среде.

Анализ команды может пролить свет на то, каким сообществам млекопитающих следует отдавать приоритет в природоохранных усилиях. Приоритет следует отдавать тем сообществам, для которых будущие потери биоразнообразия глубоко повлияют на их способность функционировать.

"Изучая прошлое, мы можем получить удивительно чёткое представление о том, как животные реагировали на предыдущие изменения окружающей среды. Мы планируем работать с природоохранными организациями, чтобы использовать наши выводы для разработки обоснованных стратегий сохранения наиболее уязвимых сообществ млекопитающих", — сказала МакГвайр.