Открыта универсальная закономерность изменения численности живых видов

Более чем 100-летние наблюдения в природе выявили универсальную закономерность в изменении численности видов: Большинство видов редки, но не очень, и только несколько видов встречаются очень часто. Эти так называемые глобальные распределения обилия видов полностью раскрылись для некоторых хорошо наблюдаемых групп видов, например, птиц.

Однако для других групп видов, таких как насекомые, завеса остается частично приоткрытой. Таковы выводы международной группы исследователей под руководством немецкого Центра интегративных исследований биоразнообразия (iDiv), Университета Мартина Лютера Галле-Виттенберг (MLU) и Университета Флориды (UF), опубликованные в журнале Nature Ecology and Evolution. 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 имеет широкий ареал обитания и очень многочислен, а другой вид-союзник имеет узкий ареал и редок? Этим вопросом задался Чарльз Дарвин в своей новаторской книге «Происхождение видов», опубликованной более 150 лет назад. С этим связана задача понять, сколько видов являются обычными (многочисленными), а сколько — редкими, так называемое глобальное распределение обилия видов (gSAD).

В прошлом веке были предложены две основные модели gSAD: Р.А. Фишер, статистик и биолог, предположил, что большинство видов очень редки и что число видов уменьшается для более распространенных видов (так называемая модель log-series). С другой стороны, инженер и эколог Ф. В. Престон утверждал, что лишь немногие виды действительно очень редки, а большинство видов имеют некоторый промежуточный уровень распространенности (так называемая логнормальная модель). Однако до сих пор, несмотря на десятилетия исследований, ученые не знали, какая из моделей описывает истинный gSAD планеты.

Решение этой проблемы требует огромного количества данных. Авторы исследования использовали данные Глобального информационного фонда биоразнообразия (Global Biodiversity Information Facility, GBIF) и загрузили данные, представляющие более 1 млрд. наблюдений видов в природе с 1900 по 2019 год.

База данных GBIF — это потрясающий ресурс для всевозможных исследований в области биоразнообразия, особенно потому, что она объединяет данные, собранные как профессиональными, так и гражданскими учеными по всему миру, — говорит первый автор исследования д-р Кори Каллаган. Он начал исследование, работая в iDiv и MLU, а в настоящее время работает в UF.

Каллаган и его коллеги разделили загруженные данные на 39 групп видов, например, птиц, насекомых или млекопитающих. Для каждой из них они составили соответствующее глобальное распределение обилия видов (gSAD).

Исследователи обнаружили потенциально универсальную закономерность, которая проявляется при полном раскрытии распределения видового изобилия: Большинство видов являются редкими, но не очень редкими, и только несколько видов встречаются очень часто, как и предсказывает логнормальная модель. Однако исследователи также обнаружили, что завеса была полностью снята только для нескольких групп видов, таких как цикадовые и птицы. Для всех остальных групп видов данных пока недостаточно.

При недостатке данных создается впечатление, что большинство видов очень редки, — говорит старший автор работы профессор Энрике Перейра, руководитель исследовательской группы в iDiv и MLU.

Но при добавлении все большего числа наблюдений картина меняется. Вы начинаете видеть, что редких видов на самом деле больше, чем очень редких. Это можно увидеть на примере цикадовых и птиц, если сравнить наблюдения за видами, сделанные в 1900 году, когда было меньше данных, с более полными наблюдениями за видами, которые мы имеем сегодня.

Это завораживает: мы ясно видим явление раскрытия полного распределения обилия видов, предсказанное Престоном несколько десятилетий назад, но только сейчас продемонстрированное в масштабах всей планеты.

Несмотря на то, что мы регистрировали наблюдения в течение десятилетий, мы приоткрыли завесу лишь для нескольких групп видов, — говорит Каллаган.

Нам еще предстоит пройти долгий путь. Но GBIF и обмен данными, на мой взгляд, действительно представляют собой будущее исследований и мониторинга биоразнообразия.

Результаты нового исследования позволяют ученым оценить, насколько полно раскрыты gSADs для различных групп видов. Это позволяет ответить на еще один давний исследовательский вопрос: Сколько всего существует видов? Исследование показало, что если для некоторых групп, например птиц, идентифицированы почти все виды, то для других таксонов, таких как насекомые и головоногие моллюски, это не так.

Исследователи считают, что полученные ими результаты могут помочь ответить на вопрос Дарвина о том, почему одни виды встречаются редко, а другие — часто. Обнаруженная ими универсальная закономерность может указывать на общие экологические или эволюционные механизмы, определяющие распространенность и редкость видов. Пока ведутся дальнейшие исследования, человек продолжает изменять поверхность планеты и численность видов, например, делая обычные виды менее распространенными. Это усложняет задачу исследователей: Необходимо не только понять, как происходит естественная эволюция численности видов, но и то, как антропогенное воздействие одновременно изменяет эти закономерности. Возможно, до окончательного ответа на вопрос Дарвина еще далеко.

04.09.2023


Подписаться в Telegram



Биосфера

Scientific Reports: Экологичное лечение спасает яйца кальмаров от паразита
Scientific Reports: Экологичное лечение спасает яйца кальмаров от паразита

Выращивать кальмаров в аквакультуре пытаю...

Animal Behaviour: Собаки лучше свиней реагируют на звуки человека
Animal Behaviour: Собаки лучше свиней реагируют на звуки человека

Способность собак чувствовать боль человека мо...

Ученые СПбГУ: Бактериальные споры способны пережить падение из космоса
Ученые СПбГУ: Бактериальные споры способны пережить падение из космоса

Математики Санкт-Петербургского государственно...

Animal Biotelemetry: Меховые метки улучшат технологию слежения за медведями
Animal Biotelemetry: Меховые метки улучшат технологию слежения за медведями

Благодаря новым приборам для отслеживания...

Nature Ecology & Evolution: Всеобщий предок LUCA оказался старше, чем считалось
Nature Ecology & Evolution: Всеобщий предок LUCA оказался старше, чем считалось

Международная группа исследователей под р...

Frontiers in Veterinary Science: Открыт способ отучить кошек царапать мебель
Frontiers in Veterinary Science: Открыт способ отучить кошек царапать мебель

Многие владельцы кошек сталкиваются с тем...

Ученый объяснил, как планктон выживает в турбулентных потоках
Ученый объяснил, как планктон выживает в турбулентных потоках

Как движутся частицы в турбулентных жидко...

EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь
EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь

Группа ученых из Университета Нагоя, Япон...

Frontiers in Bee Science: Жара мешает шмелям полноценно размножаться
Frontiers in Bee Science: Жара мешает шмелям полноценно размножаться

В результате климатического кризиса глобальное...

Journal of the AChemSociety: Синтетика вызывает хаос в первичном бульоне
Journal of the AChemSociety: Синтетика вызывает хаос в первичном бульоне

Наше тело состоит из триллионов различных...

Evolution: Островные летучие мыши одного вида эволюционируют по-разному
Evolution: Островные летучие мыши одного вида эволюционируют по-разному

Исследователь из Мельбурнского университе...

New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад

По мнению исследовательской группы под ру...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Ученые МИСИС выяснили, как сделать суперконденсаторы ещё круче
Ученые МИСИС выяснили, как сделать суперконденсаторы ещё круче
ACS Nano: Благодаря 3D-печати ученые впервые увидели, как светятся наноструктуры
ACS Nano: Благодаря 3D-печати ученые впервые увидели, как светятся наноструктуры
Как музыка влияет на эмоции дошкольников: открытие психологов МГУ
Как музыка влияет на эмоции дошкольников: открытие психологов МГУ
Исследование МГПУ объясняет, как справиться с одиночеством в мегаполисе
Исследование МГПУ объясняет, как справиться с одиночеством в мегаполисе
Студент из Владивостока придумал товарные ценники на основе электронных чернил
Студент из Владивостока придумал товарные ценники на основе электронных чернил
Microgravity: Полет на Марс может не состояться из-за просроченных лекарств
Microgravity: Полет на Марс может не состояться из-за просроченных лекарств
Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Ученые из СПбГУТ отправились в научную экспедицию в Арктику
Ученые из СПбГУТ отправились в научную экспедицию в Арктику
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
Казанский студент намерен разработать умные очки в 3 раза дешевле аналогов
Казанский студент намерен разработать умные очки в 3 раза дешевле аналогов
Учёные предлагают контролировать москитов с помощью генетической селекции
Учёные предлагают контролировать москитов с помощью генетической селекции

Новости компаний, релизы

40% профессионалов предпочитают работать удаленно с дачи
В Нижнем Новгороде проходит Шестой «ЯлФест-2024»
Время разбрасывать камни: ультразвуковая чистка зубов возвращает уверенность в себе
U-NOVUS 2024: технологическое развитие России немыслимо без университетов и инвестиций бизнеса в техпред
В ВГУВТ будут готовить уникальных специалистов на стыке инженерии и экономики для развития водного транспорта