Экологическое благоприятство и устойчивость к стрессу определяют распределение пресноводных видов

В биологических сообществах распределение видов почти всегда неравномерно: большинство видов редки, а большинство особей сконцентрировано в нескольких обычных видах.

София Пасси, доцент биологии Техасского университета в Арлингтоне, показала, что это распределение определяется экологическим благоприятством среды и устойчивостью видов к стрессу. Это проливает свет на давнюю научную дискуссию о том, является ли эта закономерность биологической, небиологической или статистической.

Исследование, опубликованное в ведущем журнале American Naturalist ("Неравенство обилия в пресноводных сообществах имеет экологическое происхождение"), показало:

• В благоприятных условиях с низким уровнем стресса разрыв между обычными и редкими видами в пресноводных сообществах значительно меньше.
• Для водорослей благоприятной средой были водосборы с обширными водно-болотными угодьями.
• Для рыб благоприятной средой были водосборы с большими площадями лиственных лесов.
• Напротив, суровые стрессовые условия приводили к сокращению чувствительных видов и усилению неравенства между обычными и редкими видами.
• Даже слабая урбанизация создавала для рыб суровую среду.

Выводы и значение:

• Защита естественных местообитаний (водно-болотных угодий и лесов) на уровне водосбора увеличит долю редких видов и снизит риск вымирания, который в водных экосистемах выше, чем в наземных.
• Эти знания можно использовать для проектирования благоприятных сред, где редкие и исчезающие виды могут процветать.
• Если среда определяет распределение обилия видов, это позволяет прогнозировать, какие виды могут исчезнуть, и принимать меры по их защите.

Методология:

Пасси разработала концептуальную модель, объясняющую изменчивость в распределении обилия видов как функцию двух градиентов: экологического благоприятства и устойчивости видов к стрессу. Модель была протестирована на данных 3 228 сообществ водорослей и 761 сообщества рыб из водотоков США (программа NAWQA Геологической службы США). В анализ включили данные о гидрологии, климате, землепользовании и удобрениях в водосборах, а также информацию об устойчивости водорослей и рыб к распространенным стрессорам, влияющим на качество воды.

Механизм:

В суровых условиях лишь несколько устойчивых видов могут формировать большие популяции, а остальные чувствительные виды присутствуют в малом количестве, вероятно, из-за случайного вселения. Это создает высокое неравенство. В благоприятных условиях и устойчивые, и чувствительные группы могут размножаться и увеличивать численность, что приводит к более равномерному распределению с низким разрывом между обычными и редкими видами.