Завершая давнюю головоломку биоразнообразия: как экология помогает найти недостающие элементы

Базы данных о биоразнообразии не «общаются» друг с другом: данные о встречаемости видов и карты ареалов из разных источников не совпадают, и лишь некоторые из них согласуются с данными о взаимодействиях между видами.

Сравнение данных Международного союза охраны природы (IUCN), Глобального информационного фонда по биоразнообразию (GBIF) и набора данных о взаимодействиях в пищевой сети (включая хищничество и травоядность) экосистемы Серенгети (Восточная Африка) выявило множество «несоответствий». Они могут указывать на недостаток данных для девяти хищников и их жертв.

Для некоторых хищных млекопитающих почти 100% их карт ареалов не пересекаются с ареалами их жертв. Это заставляет задаться вопросом, могут ли хищники действительно обитать в этих областях, где нет добычи. Особенно это касается специализированных хищников в пищевой сети Серенгети (например, сервала и черноспинного шакала).

Для золотистого шакала это несоответствие, вероятно, вызвано несогласованностью таксономической информации между наборами данных: его научная идентичность активно обсуждается в литературе, и базы данных могут не успевать за обновлениями.

Данные о встречаемости видов массово используются экологами для понимания и прогнозирования распределения биоразнообразия. Эти анализы влияют на природоохранную политику, меры по борьбе с изменением климата, рекомендации общественного здравоохранения и многое другое. Это возможно только потому, что данные часто распространяются по лицензии, разрешающей их использование, и должным образом архивируются в базах данных, таких как IUCN и GBIF.

Но у этих данных есть недостатки: данные GBIF известны своей предвзятостью (из-за исторически неравномерной научной активности), IUCN известен неточной оценкой ареалов редких видов, а крупномасштабных данных о взаимодействиях очень мало.

Исследование основано на простой логике: если хищник не может питаться, он вряд ли останется там, где его нашли. Следует ожидать, что карта ареала хищника почти идеально наложится на карты ареалов его жертв. Если этого не происходит, причины могут быть в ошибочной оценке ареала хищника или жертвы либо в отсутствии информации о рационе вида.

Именно с этой идеей Грасьеле Хижино и другие исследователи начали анализировать доступные данные IUCN и использовать пищевую сеть Серенгети для оценки связей между видами.

«Мы все интересуемся макроэкологией взаимодействий и моделированием распределения видов и считаем, что эти вещи следует изучать вместе. Но мы знаем, что для их интеграции наши наборы данных должны "общаться"», — говорит Хижино.

Чтобы оценить, «общаются» ли карты ареалов и данные об экологических взаимодействиях, авторы разделили карту африканского континента на сетку с ячейками примерно 50 км² и создали локальные пищевые сети на основе опубликованной региональной сети Серенгети и карт ареалов IUCN. Это позволило отследить связь между высшим хищником и травоядным в каждой ячейке. Если такая связь была невозможна, ячейка считалась несоответствующей, и ставилось под сомнение присутствие высшего хищника или отсутствие информации о его жертвах.

Этот метод также можно использовать для картирования приоритетных мест отбора проб для данных о взаимодействиях и встречаемости. Это способствовало бы мониторингу биоразнообразия в условиях изменения климата и потери среды обитания, а также развитию другого перспективного направления — прогнозированию рациона видов.

Географические (например, карты ареалов) и экологические (например, пищевые сети) данные не совпадают из-за системных ошибок. Открытый доступ к данным — один из способов решить эту проблему. Исследователи считают, что большая доступность данных важна для снижения распространения ошибок в экологических моделях, вызванных предвзятыми картами встречаемости и неполными сетями взаимодействий.

«Открытая наука — основополагающая практика для всех нас. Мы считаем, что открытый доступ к данным и информации чрезвычайно важен, и мы хотим, чтобы это делалось правильно. Крайне важно, чтобы открытые экологические данные были согласованными и дублировались в разных базах данных, чего мы не совсем увидели в нашем исследовании», — говорит Хижино.

Поскольку мы теряем экологические взаимодействия как минимум так же быстро, как и виды, из-за изменений окружающей среды, открытый доступ к данным становится решающим для информирования государственной политики в области охраны природы и здравоохранения.

Статья опубликована в журнале PeerJ.