Стрекозы показывают, как биоразнообразие меняется во времени и пространстве
Экологический фильтр в водоёме, например, прожорливые рыбы, питающиеся стрекозами и стрекозами-красотками, может помочь экологам предсказать, как потеря биоразнообразия может повлиять на конкретные местообитания. К такому выводу пришли исследователи из Университета Райса, которые четыре года изучали сезонные изменения в прудах Восточного Техаса.
В одном из первых исследований такого рода учёные показали, что сильные экологические «фильтры» — в данном случае хищные рыбы — приводят к регулярным изменениям сообществ стрекоз и стрекоз-красоток от года к году и от сезона к сезону в прудах Восточного Техаса. Результаты, опубликованные на этой неделе в журнале Ecology Letters, демонстрируют, как экологический фильтр может помочь предсказать последствия потери биоразнообразия для конкретных местообитаний.
Тысячи видов на Земле вымирают каждый год, и скорость вымирания растёт. Учёные пытаются предсказать последствия потери биоразнообразия, отчасти из-за неопределённости в естественных вариациях состава сообществ во времени и пространстве.
«Экологи склонны думать о биоразнообразии в пространстве — мы находим горячие точки биоразнообразия и используем карты, чтобы показать, как оно меняется в разных местообитаниях, — но не во времени», — говорит ведущий автор исследования Фолькер Рудольф. — «В реальности биоразнообразие меняется во времени так же сильно и многими разными способами».
В своём исследовании Рудольф и его студенты собрали и проанализировали более 18 000 насекомых, амфибий и рыб в ходе ежеквартальных визитов с 2011 по 2015 год к 45 удалённым прудам в национальных лесах Дэви Крокетта и Ангелина примерно в 80 милях к северу от Хьюстона.
Одним из главных вопросов было выяснить, насколько каждый пруд меняется не только от сезона к сезону, но и от года к году в один и тот же сезон. Возвращаясь к одним и тем же прудам каждую осень, зиму, весну и лето в течение четырёх лет, они количественно оценили четыре набора изменений от сезона к сезону (например, от весны к лету), а также четыре набора изменений от года к году (например, от лета к лету) для каждого участка.
Анализ выявил систематические различия во временных и пространственных паттернах разнообразия стрекоз в прудах с разными высшими хищниками. В прудах, где присутствовали хищные рыбы, такие как окунь, эти высшие хищники вносили порядок как в типы стрекоз, способных жить в пруду, так и в то, как сообщества стрекоз менялись по сезонам и годам.
«Если вы посмотрите на любой из прудов с рыбой, вы увидите драматические изменения в составе сообществ от сезона к сезону, но эти изменения довольно последовательны от года к году для каждого пруда с одними и теми же хищными рыбами», — говорит ведущий автор статьи Бенджамин Ван Аллен. — «Наблюдение за одним прудом с рыбой в течение года даёт хорошее представление о том, что происходит в остальных».
Напротив, пруды без рыбы демонстрировали гораздо большее разнообразие от пруда к пруду в типах присутствующих видов стрекоз. Они также не менялись так последовательно с сезонами и годами, как пруды с сильными высшими хищниками. Без сильного фильтра сообщество стрекоз в прудах без рыбы «дрейфовало» во времени и не возвращалось в одно и то же состояние каждый год.
«Это говорит нам о том, что если мы хотим получить представление об общем биоразнообразии в местообитаниях с сильными фильтрами, то нам следует выбрать несколько примерных участков и измерять их несколько раз в течение года», — говорит соавтор Крис Диббл. — «Если сильный фильтр отсутствует, то наше исследование предполагает, что было бы эффективнее измерить как можно больше участков, но в меньшее количество моментов времени».
Исследование также предполагает, что экологический стресс, вызванный чрезмерным выловом рыбы, охотой, потерей местообитаний и изменением климата, может иметь очень разные последствия для местообитаний с фильтрами и без них. Это показывает, насколько важно экологам учитывать такие различия при попытках количественно оценить и сохранить оставшееся биоразнообразие.