Новое исследование показывает, что утрата биоразнообразия привела к экологическому коллапсу после «Великого вымирания».
История жизни на Земле была отмечена несколькими массовыми вымираниями, крупнейшим из которых было пермско-триасовое вымирание, также известное как Великое вымирание, которое произошло 252 миллиона лет назад. Хотя ученые в целом сходятся во мнении о его причинах, как именно развернулось это массовое вымирание — и последовавший за ним экологический коллапс — остается загадкой.
В исследовании, опубликованном сегодня в журнале Current Biology , исследователи проанализировали морские экосистемы до, во время и после Великого вымирания, чтобы лучше понять серию событий, которые привели к экологической дестабилизации. При этом международная исследовательская группа, состоящая из исследователей из Калифорнийской академии наук, Китайского университета геонаук (Ухань) и Бристольского университета, выявила, что утрата биоразнообразия может быть предвестником более разрушительного экологического коллапса , относительно открытия, учитывая, что темпы исчезновения видов сегодня опережают темпы исчезновения во время Великого вымирания.
«Пермско-триасовое вымирание сегодня служит моделью для изучения утраты биоразнообразия на нашей планете», — говорит куратор Академии геологии Питер Рупнарин, доктор философии. «В этом исследовании мы определили, что потеря видов и экологический коллапс происходили в две отдельные фазы , причем последняя произошла примерно через 60 000 лет после первоначального краха биоразнообразия».
Само событие уничтожило 95% жизни на Земле, или около 19 из каждых 20 видов. Вероятно, вызванный повышенной вулканической активностью и последующим всплеском содержания углекислого газа в атмосфере, он вызвал климатические условия, аналогичные сегодняшним экологическим проблемам, вызванным деятельностью человека, а именно глобальное потепление, закисление океана и деоксигенацию морской среды.
Чтобы провести исследование, исследователи изучили окаменелости из Южного Китая — мелководного моря во время пермско-триасового перехода — чтобы воссоздать древнюю морскую среду. Разделив виды на гильдии или группы видов, использующих ресурсы сходным образом, команда смогла проанализировать отношения между добычей и хищником и определить функции, которые выполняли древние виды. Эти смоделированные пищевые сети дали правдоподобное представление об экосистеме до, во время и после вымирания.
«Места окаменелостей в Китае идеально подходят для такого рода исследований, потому что нам нужно большое количество окаменелостей, чтобы реконструировать пищевые сети», — говорит профессор Майкл Бентон из Бристольского университета. «Последовательности горных пород также могут быть очень точно датированы, поэтому мы можем следовать пошаговой временной шкале, чтобы отслеживать процесс исчезновения и возможное восстановление».
«Несмотря на потерю более половины земных видов на первом этапе вымирания, экосистемы оставались относительно стабильными», — говорит научный сотрудник Академии Юангэн Хуанг, доктор философии, сейчас работающий в Китайском университете геонаук. Взаимодействия между видами лишь незначительно уменьшились на первой фазе вымирания, но значительно снизились на второй фазе, что привело к дестабилизации экосистем. «Экосистемы были доведены до переломного момента, после которого они уже не могли оправиться».
Экосистема в целом более устойчива к изменениям окружающей среды , когда существует несколько видов, выполняющих сходные функции. Если один вид вымирает, другой может заполнить эту нишу, и экосистема останется нетронутой. Это можно сравнить с экономикой, в которой несколько компаний или корпораций предоставляют одни и те же услуги. Кончина одной корпорации по-прежнему оставляет сервис и экономику нетронутыми, но произойдет обратное, если сервис будет монополизирован одним субъектом.
«Мы обнаружили, что потеря биоразнообразия на первом этапе вымирания была в первую очередь потерей этой функциональной избыточности, в результате чего осталось достаточное количество видов для выполнения основных функций», — говорит Рупнарин. «Но когда позже произошли экологические нарушения, такие как глобальное потепление или закисление океана, экосистемам не хватало этого усиленного сопротивления, что привело к резкому экологическому коллапсу».
Для исследовательской группы их результаты подчеркивают важность учета функциональной избыточности при оценке современных стратегий сохранения и напоминают им о неотложной необходимости действий для решения сегодняшнего кризиса биоразнообразия, вызванного деятельностью человека.
«В настоящее время мы теряем виды более быстрыми темпами, чем в любое из прошлых событий вымирания Земли. Вполне вероятно, что мы находимся в первой фазе другого, более серьезного массового вымирания », — говорит Хуанг. «Мы не можем предсказать переломный момент, который приведет экосистемы к полному коллапсу, но это неизбежный результат, если мы не обратим вспять процесс утраты биоразнообразия».
