Новый индекс уникальности позволит точнее учесть экологические функции морских видов

Ученые исследовали видовое разнообразие и функциональную уникальность морской мегафауны, а также определили последствия ее частичного вымирания в грядущем столетии. Выяснилось, что исчезновение видов, уже находящихся под угрозой, приведет к потере половины функций, осуществляемых внутри экосистем Мирового океана. В исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, авторы предложили новый индекс FUSE, который позволит точнее учесть экологические функции морских видов и расставить приоритеты в их охране.

К морской мегафауне относят организмы с массой более 45 килограммов. Эти биологические виды играют важнейшую роль в океанических экосистемах: поглощают огромные массы более мелких организмов, транспортируют питательные вещества через экскрецию и создают связи между удаленными экосистемами за счет миграции на большие расстояния.

Несмотря на всестороннюю ценность морской мегафауны, она находится под угрозой вымирания в результате неконтролируемой эксплуатации человеком, утраты мест обитания, загрязнения океана и повышения температуры воды. По данным Международного союза охраны природы (МСОП) треть этих биологических видов уже на грани исчезновения из-за малой численности популяций и их фрагментации. Ранее ученые не давали четких прогнозов на тему того, как изменятся глобальные морские экосистемы в результате утраты мегафауны. Кроме того, многие научные исследования сосредоточены на видовом разнообразии, игнорируя функциональное разнообразие и концепцию экологических гильдий. Функции мегафауны в океане уникальны, и менее подвижные мелкие виды живых организмов их выполнять не смогут.

[news_post id='5438922' name='' img='' align='left']

Ученые под руководством Каталины Пименто (Catalina Pimiento) из Университета Суонси разработали специальный индекс под названием FUSE (functionally unique, specialized and endangered), который позволяет количественно оценивать вклад отдельного вида в функционирование экосистемы и расставить приоритеты сохранения.

Авторы исследования создали обширную базу данных, включившую всех ныне живущих представителей морской мегафауны (334 биологических вида). Затем ученые смоделировали два сценария вымирания в глобальном и региональном масштабах. Первый из них (IUCN 100) основан на оценочной вероятности вымирания каждого вида в течение следующих 100 лет с учетом их охранного статуса в МСОП. Второй сценарий (IUCN AT) предполагает вымирание всех находящихся под угрозой исчезновения видов.

Прогнозируемые изменения в глобальном разнообразии по сценариям вымирания IUCN 100 и IUCN AT. A и B показывают утрату видовой и функциональной уникальности; С - изменение количества уникальных экологических функций. Скрипичные диаграммы показывают значения, полученные в результате потери случайных видов. Значения р для всех парных сравнений (эмпирические данных в коробках сравниваются с рандомизированными данными в скрипичных диаграмма)

Согласно расчетам, самые худшие последствия ожидают акул: по сценарию IUCN 100 они потеряют 19 процентов видового разнообразия, а в соответствии с IUCN AT вероятность их полного вымирания составляет 62 процента. В таком случае ожидается ущерб их функции верховных хищников, оцениваемый в 87 процентов.

Далее ученые объединили показатели уникальности видов и уникальности функций в один индекс - FUSE. Наиболее высокие баллы FUSE набирают виды, функции которых наиболее уникальны, а популяции могут быть легко повреждены в силу разрозненности, малого количества подходящих мест обитания или их разрушения.

Вклад представителей мегафауны в функциональное разнообразие и их текущий статус сохранения. Столбцы представляют средние значения для каждого вида по всем изменениям. A - функциональная уникальность, (B) - видовая уникальность, (C) - баллы по индексу FUSE.

Пять наиболее высоких индексов у зеленой морской черепахи (Chelonia mydas), Золотого карпа Жюльена (Probarbus jullieni), дюгоня (Dugong dugong), морской выдры (Enhydra lutris) и гигантского моллюска (Tridacna gigas). Не все эти виды находятся на грани вымирания прямо сейчас, но именно они однозначно заслуживают самого высокого приоритета защиты.

Авторы исследования продемонстрировали преимущества функционального подхода к морской мегафауне по сравнению с классической оценкой видового разнообразия. Предложенный ими индекс FUSE поможет специалистам по природопользованию и охране окружающей среды. Исследователи считают, что пока исчезло не так много представителей мегафауны, и еще есть время наладить процессы мониторинга экосистем и сохранения их функциональной структуры.