За прошедшие годы глобальные наблюдения за биоразнообразием выявили потенциально устойчивую закономерность, показывающую, сколько видов являются обычными, чрезвычайно редкими или находятся где-то посередине.
Более чем столетние наблюдения за природой выявили устойчивую закономерность в обилии видов: хотя большинство видов редки, они не являются таковыми, и лишь немногие из них являются широко распространенными. Это так называемое глобальное распределение численности видов стало полностью раскрыто для некоторых хорошо контролируемых групп видов, таких как птицы.
Однако для других групп видов, например насекомых, завеса остается частично не приподнятой. Таковы выводы международной группы исследователей под руководством Немецкого центра интегративных исследований биоразнообразия (iDiv), Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге (MLU) и Университета Флориды (UF), опубликованные в журнале Nature Ecology and Эволюция. Исследование демонстрирует, насколько важен мониторинг биоразнообразия для выявления численности видов на планете Земля и понимания того, как она меняется.
«Кто может объяснить, почему один вид широко ареален и очень многочисленн, а другой родственный вид имеет узкий ареал и редок?» Этот вопрос задал Чарльз Дарвин в своей новаторской книге «Происхождение видов», опубликованной более 150 лет назад. Связанная с этим задача заключалась в том, чтобы понять, сколько видов является обычным (многочисленным), а сколько — редким, так называемое глобальное распределение численности видов (gSAD).
В прошлом столетии были предложены две основные модели gSAD: Р. А. Фишер, статистик и биолог, предположил, что большинство видов очень редки и что число видов снижается для более распространенных видов (так называемая модель логарифмического ряда). С другой стороны, Ф. У. Престон, инженер и эколог, утверждал, что лишь несколько видов на самом деле очень редки и что большинство видов имеют некоторый промежуточный уровень общности (так называемая логарифмически нормальная модель). Однако до сих пор, несмотря на десятилетия исследований, ученые не знали, какая модель описывает истинную gSAD планеты.
Решение этой проблемы требует огромных объемов данных. Авторы исследования использовали данные Глобального информационного фонда по биоразнообразию (GBIF) и загрузили данные, отражающие наблюдения за более чем 1 миллиардом видов в природе с 1900 по 2019 год.
«База данных GBIF — это потрясающий ресурс для всех видов исследований, связанных с биоразнообразием, особенно потому, что она объединяет данные, собранные как профессиональными, так и гражданскими учеными со всего мира», — говорит первый автор доктор Кори Каллаган. Он начал обучение, работая в iDiv и MLU, а сейчас работает в UF.
Каллаган и его коллеги-исследователи разделили загруженные данные на 39 групп видов, например, птиц, насекомых или млекопитающих. Для каждого из них они составили соответствующее глобальное распределение численности видов (gSAD).
Исследователи обнаружили потенциально универсальную закономерность, которая проявляется, как только распределение численности видов полностью раскрыто: большинство видов редки, но не очень редки, и только несколько видов очень распространены, как и предсказывает логнормальная модель. Однако исследователи также обнаружили, что завеса полностью приподнялась только для нескольких групп видов, таких как саговники и птицы. По всем остальным группам видов данных пока недостаточно.
«Если у вас недостаточно данных, похоже, что большинство видов очень редки», — говорит старший автор профессор Энрике Перейра, руководитель исследовательской группы iDiv и MLU. «Но если добавить все больше и больше наблюдений, картина изменится. Вы начинаете видеть, что на самом деле редких видов больше, чем очень редких. Вы можете увидеть этот сдвиг для саговников и птиц, сравнив наблюдения за видами, проведенные еще в 1900 году, когда было доступно меньше данных, с более полными наблюдениями за видами, которые мы имеем сегодня. Это потрясающе: мы можем ясно видеть феномен раскрытия полного распределения численности видов, предсказанный Престоном несколько десятилетий назад, но только сейчас продемонстрированный в масштабах всей планеты».
«Несмотря на то, что мы вели наблюдения на протяжении десятилетий, мы приоткрыли завесу лишь для нескольких групп видов», — говорит Каллаган. «Нам еще предстоит пройти долгий путь. Но для меня GBIF и обмен данными действительно представляют собой будущее исследований и мониторинга биоразнообразия».
Результаты нового исследования позволяют ученым оценить, насколько далеко раскрыты gSAD для разных групп видов. Это позволяет ответить на еще один давний исследовательский вопрос: сколько видов существует? Это исследование показывает, что, хотя для некоторых групп, таких как птицы, были идентифицированы почти все виды, это не относится к другим таксонам, таким как насекомые и головоногие моллюски.
Исследователи полагают, что их результаты могут помочь ответить на вопрос Дарвина о том, почему некоторые виды редки, а другие распространены. Обнаруженная ими универсальная закономерность может указывать на общие экологические или эволюционные механизмы, определяющие распространенность и редкость видов.
Несмотря на то, что проводятся дополнительные исследования, люди продолжают изменять поверхность планеты и численность видов, например, делая обычные виды менее распространенными. Это усложняет задачу исследователей: им необходимо не только понять, как численность видов развивается естественным путем, но и как воздействие человека одновременно изменяет эти закономерности. Возможно, предстоит пройти еще долгий путь, прежде чем на вопрос Дарвина будет наконец дан ответ.
No comments:
Post a Comment