Как масштаб пространства определяет успех инвазий растений

Исследователи из Королевского колледжа Лондона выяснили, почему десятилетия экологических исследований давали противоречивые данные о биологических инвазиях. Их работа, опубликованная в журнале Ecology, показывает, что пространственный масштаб анализа принципиально меняет выводы о том, как интродуцированные растения взаимодействуют с местными сообществами.

Исследование под руководством доктора Марии Перес-Наварро из Департамента географии проверило две давние гипотезы — преадаптации и лимитирующего сходства — на основе 33-летних данных из резервата Cedar Creek Ecosystem Science Reserve в Миннесоте.

Эти гипотезы, основанные на теории естественного отбора Дарвина, дают противоположные прогнозы: захватчики преуспевают либо потому, что похожи на местные виды (преадаптация), либо потому, что достаточно отличаются, чтобы избежать конкуренции (лимитирующее сходство).

Проанализировав растительные сообщества на двух детальных масштабах — локальные участки 0.5 м² и трансекты площадью 40 м² — команда показала, что обе гипотезы могут быть верны, но на разных масштабах.

• На уровне локального соседства успех определялся различиями в физических признаках, таких как высота и структура листьев, что подтверждает гипотезу лимитирующего сходства.
• На уровне участка экологическое фильтрование благоприятствовало видам с признаками, сходными с сообществом, что согласуется с гипотезой преадаптации.

«Выбранный вами масштаб меняет историю, — сказала доктор Перес-Наварро. — Процессы вроде конкуренции действуют на очень мелких масштабах, в то время как экологическое фильтрование становится важнее по мере увеличения масштаба».

Исследование также показало, что эволюционная близость и физические признаки растений часто дают разную картину. Интродуцированные виды, близкородственные местным, были более многочисленны на обоих масштабах, даже когда анализ на основе признаков говорил об обратном.

«Это показывает, почему нам нужно рассматривать и эволюционные связи, и функциональные признаки, — добавила соавтор работы доктор Джейн Кэтфорд, профессор экологии. — Они отражают разные аспекты формирования сообществ».

Результаты имеют практическое значение для управления биоразнообразием. «Если мы хотим предсказать, какие виды станут инвазивными, нам необходимо учитывать масштаб и несколько мер сходства», — отметила доктор Перес-Наварро.