Экосистемы способны противостоять изменениям окружающей среды, но лишь до определенного предела — Naked Science
9 минут
Сколтех

Экосистемы способны противостоять изменениям окружающей среды, но лишь до определенного предела

4.3

Группа ученых из Сколтеха и университетов Канады и Чили провела исследование с использованием математических моделей эволюции в поиске ответа на актуальный с точки зрения текущей экологической ситуации вопрос: насколько успешно экосистемы могут адаптироваться к изменениям окружающей среды? Специалисты установили, что скорость этих изменений является основным фактором, определяющим выживаемость видовых сообществ, поэтому для поддержания жизнеспособности экосистем достаточно обеспечить снижение темпов изменения климата, разрушения среды обитания и других негативных процессов.

Большой коралловый риф – одна из самых уязвимых экосистем перед изменением климата / ©4.404content.com

Результаты исследования опубликованы в журнале Ecology and Evolution. В условиях непрерывного развития человеческой цивилизации и увеличения нагрузки на экосистемы, прежде всего, в связи с глобальным изменением климата и разрушением естественной среды обитания, многие виды могут оказаться на грани исчезновения. В настоящее время широко обсуждаются вопросы о том, может ли живая природа адаптироваться к возрастающей нагрузке и существует ли предел устойчивости у экосистем.

«Главной отличительной чертой всех живых организмов является их способность адаптироваться к новым условиям окружающей среды. Это происходит как при расширении ареалов обитания, так и при климатических изменениях. Благодаря этому свойству мы наблюдаем такое разнообразие живых организмов. Адаптации к изменениям в окружающей среде это не только длительные макроэволюционные процессы, такие как видовая диверсификация или вымирание, но и более быстрые, в результате которых у существующих популяций формируются новые признаки.

Например, адаптация кораллов к повышению температуры океана, предотвращающая их обесцвечивание, или развитие устойчивости к антибиотикам и другим лекарственным препаратам», – рассказывает соавтор статьи Ярослав Исполатов из Университета Сантьяго де Чили (USACH). По его словам, для того чтобы выбрать оптимальную стратегию решения этих экологических и медицинских проблем, необходимо как следует разобраться в механизмах, лежащих в основе адаптации. Исследовать эволюционные процессы в лабораторных условиях довольно сложно, поэтому в настоящее время проводятся многочисленные теоретические исследования с использованием эволюционных моделей.

Это позволяет выявить ряд факторов, увеличивающих или уменьшающих вероятность выживания видовых сообществ в меняющихся условиях. Учитывая наблюдающийся в последнее время беспрецедентно высокий темп изменения целого ряда важнейших параметров окружающей среды, аспирантка Сколтеха и первый автор статьи Евгения Алексеева и ее коллеги уделяют основное внимание скорости этих изменений.

Исследователи провели симуляции эволюции видовых сообществ на основе логической модели с конкуренцией – в моделях этого типа внутривидовая и межвидовая конкуренция ограничивает рост популяции. В симуляциях исследователи использовали абиотические, то есть внешние, параметры, которые изменялись во времени с разной скоростью, и наблюдали за последствиями этих изменений на видовые сообщества, такими как, расширение существующих и формирование новых видов, а также полное вымирание вида.

В результате исследования Алексеева и ее коллеги пришли к следующему выводу: хотя неблагоприятные экологические изменения чаще всего приводят к сокращению количества видов, общей численности популяции и фенотипического разнообразия, наиболее важным фактором, определяющим конечный результат, является именно скорость этих изменений, которая может достигать некоторой критической точки, за пределами которой ни один из видов, рассмотренных в модели, не сможет выжить.

«Мы стремились выявить главные факторы, оказывающие наиболее существенное влияние на выживание сообщества. Мы установили, что экологическая нагрузка на сообщество зависит от его особенностей, поэтому некоторые экологические системы подвержены большему риску исчезновения, нежели другие. Наиболее уязвимыми оказались системы с высокоорганизованными видами.

Это похоже на правду, так как мы уже наблюдаем тяжелые последствия экологических изменений для экосистем с высокоорганизованными видами. Например, серьезную обеспокоенность вызывает арктическая экосистема с ее красивыми и уникальными млекопитающими – белыми медведями, лисами, тюленями, белугами и другими», – отмечает Евгения Алексеева.

По ее мнению, главный вывод проведенного теоретического исследования заключается в том, что «диапазон темпов изменения окружающей среды, при которых страдают лишь отдельные сообщества, а многие другие способны адаптироваться, относительно узок. Если скорость изменений превысит определенное критическое значение многие сообщества утратят прежнее разнообразие или полностью исчезнут».

«Изменения в окружающей среде с каждым годом происходят все быстрее, поэтому проблема уже приобретает глобальный характер, не ограничиваясь лишь отдельными экосистемами, страдающими от этих процессов», – отмечает в заключение Алексеева. Работа проводилась при участии исследователей из Университета Британской Колумбии (Канада) и Университета Сантьяго де Чили (USACH). 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сколтех
172 статей
Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.
8 часов назад
25 минут
Ольга Иванова

Если вы думаете, что вами невозможно манипулировать, то ошибаетесь дважды. Во-первых, манипулировать можно кем угодно. Во-вторых, это означает, что вы ничего не знаете о манипулятивных приемах, не умеете их распознавать, и потому, вероятно, вами манипулируют очень часто. Если, конечно, вы сами от природы не «психологический фокусник».

7 часов назад
6 минут
Василий Парфенов

Человеческое тело обладает потрясающими способностями к адаптации, но даже у них есть границы. И, по мнению авторов нового исследования, тропические области Земли станут слишком жаркими для обитания Homo sapiens уже при превышении среднегодовых температур на 1,5 градуса относительно нынешних значений.

6 марта
9 минут
Мария Азарова

По числу одобривших его использование стран российский препарат обогнал даже так называемого фаворита Запада — вакцину от Pfizer и BioNTech.

5 марта
5 минут
Илья Ведмеденко

Согласно решению Арбитражного суда Амурской области, строительство стартового комплекса «Ангара» на Восточном должны приостановить. Напомним, стартовый стол создают под тяжелую ракету «Ангара-А5», которую хотят применить для испытаний космического корабля нового поколения.

5 марта
7 минут
Василий Парфенов

С момента появления систем автономного вождения многие задавались вопросом: а как они будут выглядеть в идентичных условия? К счастью, у нас наконец-то появилась возможность сравнить два самых известных автомобильных автопилота: системы разработки Tesla и Waymo — дочерней структуры Alphabet, владеющей Google. Машины проехали по одному маршруту, но сделали это совершенно по-разному, что весьма удивляет.

8 часов назад
25 минут
Ольга Иванова

Если вы думаете, что вами невозможно манипулировать, то ошибаетесь дважды. Во-первых, манипулировать можно кем угодно. Во-вторых, это означает, что вы ничего не знаете о манипулятивных приемах, не умеете их распознавать, и потому, вероятно, вами манипулируют очень часто. Если, конечно, вы сами от природы не «психологический фокусник».

26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

15 февраля
9 минут
Василий Парфенов

Новость, которую странно публиковать на серьезном научно-популярном портале, но от реальности не убежишь. Уфологи всего мира могут радоваться: американские военные официально признали, что изучали места крушения НЛО и в их распоряжении есть некие аномальные объекты, свойства которых выходят за рамки известных науке материалов.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: