Новое исследование Саутгемптонского университета проливает свет на влияние изменения климата на морскую среду в рамках относительно недавнего глобального явления, известного как «тропикализация».

В океане тропические виды перемещаются от экватора к полюсам по мере повышения температуры моря. Между тем, виды умеренных видов сокращаются, поскольку становится слишком жарко, они сталкиваются с усилением конкуренции за среду обитания, и среди других факторов на сцену выходят новые хищники.

Это массовое перемещение морской жизни, называемое тропикизацией, меняет экологический ландшафт наших океанов и приводит к каскаду последствий для экосистем, биоразнообразия и, возможно, мировой экономики.

Публикация исследования совпадает с началом COP28, на которой мировые политики собираются и берут на себя обязательства по борьбе с последствиями глобального потепления. Исследователи говорят, что нам необходимо лучше понимать последствия тропикализации, чтобы прогнозировать ее развитие, реагировать на ее последствия и помогать усилиям по сохранению биоразнообразия во всем мире.

В последние годы изменение климата изменило физические факторы, влияющие на распространение видов, такие как океанские течения в районах, разделяющих тропические/субтропические и умеренные регионы. Эти пограничные течения с теплой водой нагреваются быстрее, чем в среднем глобальная морская вода, способствуя перемещению видов к полюсам и усиливая сокращение видов умеренных широт.

Первый случай этого процесса был обнаружен в Средиземном море, которое теперь считается «горячей точкой тропикализации» из-за увеличения количества присутствующих тропических видов. С тех пор тропикализация была зарегистрирована во всем мире в средних широтах.

Каролина Зажичны, исследователь из Университета Саутгемптона и ведущий автор статьи, сказала: «Тропикализация имеет множество экологических и эволюционных последствий для видов, сообществ и целых экосистем, потенциально способных изменить модели глобального разнообразия.

«Исследования, проведенные за последние двадцать лет, в основном были сосредоточены на экологических последствиях, а это означает, что наше понимание их эволюционных последствий ограничено. Учитывая, насколько тесно взаимодействуют экология и эволюция, комплексная стратегия, включающая мониторинг и действия и объединяющая генетические и эволюционные исследования с экологические изменения, которые мы наблюдаем, необходимы для лучшего понимания движущих сил и последствий тропикализации».

Пробелы в нашем понимании

Исследование , опубликованное в журнале «Тенденции в экологии и эволюции», представляет собой обширный обзор литературы, опубликованной за последние 20 лет. Это первый шаг к тому, чтобы показать научному сообществу пробелы в нашем понимании проблемы.

«Хотя изобилие, распространение и присутствие видов в тропических, субтропических и умеренных зонах было задокументировано много раз, существует фундаментальное отсутствие понимания долгосрочных эволюционных последствий совместного проживания новых видов», — говорит доктор Сюзанна Уильямс. Научный сотрудник Музея естественной истории и соавтор статьи.

«Ответ на вопросы о том, как виды развиваются и взаимодействуют с окружающей средой, предполагает использование различных методов, включая исторические записи и, конечно, музейные коллекции. Научные данные и образцы из музеев, как оцифрованные, так и физические, являются ключевой исходной информацией для изучения тропикализации. .»

Эволюционные последствия

Учитывая, насколько тесно взаимодействуют экология и эволюция, измененные взаимодействия видов могут привести к эволюции новых черт или поведения. Например, в недавнем исследовании, проведенном доктором Филом Фенбергом, доцентом Университета Саутгемптона, ракушки вулканов умеренного пояса начали «сгибаться», чтобы отбиваться от расширяющих ареал тропических хищников вдоль полуострова Нижняя Калифорния в Мексике.

Точно так же было зарегистрировано, что тропические стрекозы и рифовые рыбы умеренного пояса, расширяющие ареал, изменяют свое пищевое и социальное поведение, чтобы обеспечить сосуществование.

Другие эволюционные последствия могут включать в себя распространение более термоустойчивых видов или потерю уникального генетического разнообразия по мере сокращения видов в умеренном поясе. Такое сокращение генетического разнообразия может быть проблематичным, поскольку оно может повлиять на способность вида адаптироваться к будущим стрессорам.

Социально-экономические последствия

Это явление представляет собой не только экологическую проблему; это также влечет за собой существенные социально-экономические последствия, не все из которых являются негативными.

В ходе своего исследования Каролина отметила случаи, когда солончаки заменялись экосистемами с преобладанием мангровых зарослей. Мангровые леса обладают большей способностью улавливать углекислый газ, чем солончаки умеренного пояса , которые они заменяют, что может стать хорошей новостью для снижения уровня CO ₂ в атмосфере.

Кроме того, ожидается, что расширение коралловых сообществ окажет положительное влияние на местную экономику благодаря увеличению туризма, основанного на дайвинге. Тем не менее, коралловые сообщества, расширяющиеся в результате тропикализации, как правило, состоят из одних и тех же видов и поэтому не предлагают такого же разнообразия среды обитания, которое можно увидеть в традиционных коралловых рифах.

В рамках этого обширного обзора участвующие ученые призывают к срочным действиям по решению проблем плохо изученных регионов (таких как тропическо- умеренные регионы Африки и Южной Америки), чтобы получить целостное понимание движущих сил и сложных последствий, которые может иметь тропикализация, а также того, как мы может начать замедлять свои процессы.

Разговорные усилия

Доктор Фил Фенберг, доцент Университета Саутгемптона и соавтор статьи, сказал: «Один из способов смягчить негативные последствия тропикализации — это создание сетей морских охраняемых территорий в регионах, подвергающихся тропикализации. В этих охраняемых территориях , у нас будет больше возможностей для устранения других воздействий, помимо эффектов, вызванных климатом, таких как давление рыболовства и деградация среды обитания.

«Тогда мы сможем дать видам возможность акклиматизироваться к тропикам, пока мы не сможем предпринять более существенные действия по замедлению глобального потепления».

Исследователям необходимо проводить больше мониторинга экосистем, подвергающихся тропикализации, чтобы лучше понять движущие силы и динамику тропикализации. Для этого исследователям необходимо большое количество данных из различных источников, таких как данные о промысловых уловах, гражданские научные проекты и современные исследования биоразнообразия. Будущие исследования также могут использовать передовые технологии мониторинга для обнаружения ДНК морских организмов в окружающей среде (так называемая эДНК) в регионах, подвергающихся тропикализации.

«Экологические и эволюционные последствия тропикализации» опубликованы в журнале « Тенденции в экологии и эволюции».