Чтобы спасти природу, сосредоточьтесь на популяциях, а не на видах

May 18, 2023

АМХЕРСТ, Массачусетс — Парниковые газы, выделяемые человеком, вызывают потепление в мире, и вместе с этим потепление увеличивается стресс для многих растений и животных планеты. Этот стресс настолько велик, что многие учёные полагают, что в настоящее время мы находимся в разгаре «шестого вымирания», когда целые виды исчезают в 10 000 раз быстрее, чем до индустриальной эпохи. Однако ученые не уверены, какие экосистемы и какие виды подвергаются наибольшему риску.Новое исследование, недавно опубликованное в журнале Nature Climate Change, впервые показано, что акцент на риске на уровне вида скрывает широкую изменчивость температурной устойчивости даже внутри одного и того же вида, и что эта изменчивость больше для морских видов, чем для наземных. Результаты имеют непосредственное значение для практики управления и сохранения и открывают окно надежды в усилиях по адаптации к быстро нагревающемуся миру.

«Одним из наиболее важных биологических открытий прошлого столетия является то, что эволюция может происходить гораздо быстрее, чем считалось ранее», — говорит Брайан Ченг, профессор морской экологии Массачусетского университета в Амхерсте и старший автор статьи. «Одним из последствий этого является то, что разные популяции одного и того же вида могут адаптироваться к местной среде с большей готовностью, чем это считало возможной традиционная биология».

Оказывается, эта быстрая, локализованная адаптация может помочь обеспечить выживание в условиях потепления.

Проведя метаанализ 90 ранее опубликованных исследований, из которых Ченг и его соавторы извлекли данные по 61 виду, команда смогла построить набор «верхних температурных пределов» — конкретных температур, выше которых каждый вид не может выжить. Однако, увеличив масштаб и рассмотрев 305 различных популяций, взятых из этого пула из 61 вида, они обнаружили, что разные популяции одного и того же морского вида часто имеют совершенно разные температурные пределы. Это говорит о том, что некоторые популяции развили разные способности переносить высокие температуры. Ключевым моментом в таком случае является поддержание связи между разными популяциями одного и того же вида, чтобы популяции, адаптировавшиеся к более высоким температурам, могли передать это преимущество популяциям с более низкими температурными пределами.

Другими словами, представьте себе широко распространенные морские виды, такие как миниатюрная атлантическая рыба-киллифиш, обитающая от теплого побережья Флориды на севере Соединенных Штатов до холодных вод Ньюфаундленда в Канаде. Северные популяции киллифиш, возможно, смогут лучше противостоять потеплению воды, если некоторые из их южных сородичей смогут естественным образом сместить свой ареал на север.

«Масштаб имеет значение», — говорит Мэтью Сасаки, морской биолог и эволюционный эколог, который завершил это исследование в рамках своей постдокторской стажировки в Университете Коннектикута и является ведущим автором статьи. «Модели, которые вы видите у разных видов, не такие же, как внутри видов, и общая картина не обязательно соответствует тому, что происходит на местном уровне».

Еще один поворот: команда, которая финансировалась Национальным научным фондом и состояла из биологов, специализирующихся как на наземных, так и на морских экосистемах, обнаружила, что эта внутривидовая изменчивость в первую очередь свойственна животным, живущим в океане и приливных зонах. . Популяции широко распространенных видов, обитающих на суше или в пресной воде, демонстрируют гораздо большую однородность температурных пределов и, следовательно, могут быть более чувствительными к повышению температуры. Однако на суше растения и животные могут использовать микроклимат, чтобы охладиться и избежать экстремальных температур, например, переселившись в затененные места.

В совокупности исследования показывают, что универсальный подход к сохранению и управлению видами не сработает. Вместо этого, пишут авторы, нам необходимо понять, как население адаптировалось к местным условиям, если мы хотим предсказать их уязвимость к изменяющимся условиям. Более эффективный подход мог бы включать обеспечение того, чтобы морские виды могли находить широкие участки неповрежденной среды обитания на всем своем ареале, чтобы разные популяции одного и того же вида могли смешиваться и передавать адаптации, которые помогут им выжить в более теплых водах. А на суше нам необходимо поддерживать большие участки прохладных экосистем, таких как девственные леса, которые наземные виды могут использовать в качестве убежищ.