Стабильность среды позволила морскому биоразнообразию достичь рекордного уровня

Современное биоразнообразие океана, находящееся на самом высоком за всю историю уровне, стало возможным благодаря долгосрочной стабильности расположения так называемых "горячих точек биоразнообразия" — регионов с особенно высоким числом видов.

Эти выводы, опубликованные в Nature, были получены с помощью новой модели, которая реконструирует разнообразие морских животных с момента их появления около 550 миллионов лет назад до наших дней. Модель основана на данных о тектонике плит и факторах среды, главным образом температуре океана и доступности пищи.

В отличие от летописи окаменелостей, новая модель свободна от пробелов и систематических ошибок выборки, поскольку история разнообразия в ней численно моделируется, а не реконструируется по ископаемым данным. Модель показывает, что рост разнообразия реален и связан с развитием "горячих точек" в течение последних 200 миллионов лет, когда условия на Земле были относительно стабильны.

Для работы использовалась палеогеографическая модель, отслеживающая движение континентов и морского дна, и палео-модель системы Земли, реконструирующая условия среды в древних морях. В модели каждый регион накапливает разнообразие со скоростью, контролируемой условиями среды в этом регионе и в каждый момент времени.

"Наш подход разрешает некоторые прежние споры о том, достаточно ли хороша летопись окаменелостей, чтобы показать чёткую картину изменения биоразнообразия в глубоком времени", — пояснил соавтор работы профессор Майкл Бентон.

До сих пор понимание глобальной истории биоразнообразия зависело от ископаемой летописи, которая доказывает, что жизнь на планете пережила как минимум пять великих массовых вымираний. Великое пермское вымирание, самое масштабное, уничтожило более 90% морских видов. Сегодня, 250 миллионов лет спустя, жизнь в море разнообразнее, чем когда-либо.

"Вопрос в том, как мы пришли к текущему состоянию", — говорит руководитель проекта Педро Черменьо. "Пробелы в летописи окаменелостей требуют нового вычислительного подхода. Наша модель способна воссоздать географическое распределение современного разнообразия океана, особенно "горячих точек", и раскрыть механизмы их формирования".

Новая модель также проливает свет на один из самых спорных вопросов эволюционной экологии: существует ли предел разнообразию, которое Земля может поддерживать. Экологическая теория утверждает, что по мере роста разнообразия и усиления конкуренции процесс диверсификации замедляется до полной остановки. Однако некоторые учёные считают, что экосистемы настолько неоднородны, что всегда найдётся место для новых видов.

Результаты исследования примиряют обе точки зрения. В то время как в большей части океана уровни разнообразия далеки от максимума, регионы, содержащие "горячие точки", могут быть близки к своему пределу.

"Этот инструмент моделирования действительно мощный, так как позволяет исследовать множество сценариев, включая то, что произошло бы, если бы некоторые массовые вымирания никогда не случались", — заявил г-н Черменьо.

Вмешательство человека в естественное функционирование систем Земли спровоцировало то, что эксперты называют шестым великим массовым вымиранием. Согласно данным ООН, за последнее столетие исчезло столько видов, сколько могло бы исчезнуть за 10 000 лет в нормальном сценарии без вымираний. Кроме того, 25% видов, оцененных Международным союзом охраны природы, сегодня находятся под угрозой исчезновения.

"Наше исследование подчёркивает, что если текущие тенденции сохранятся, projected loss of diversity (проектируемая утрата разнообразия) может потребовать миллионов лет для восстановления, что, возможно, выходит за пределы нашего существования как вида", — заключил профессор Бентон.