«Исчезновение видов из системы может изменить время биологических событий настолько, насколько это может изменить климат», — сказала Амелия Вольф, постдоктор кафедры экологии, эволюции и экологической биологии (E3B) Колумбийского университета и ведущий автор исследования. "Изменение климата приводит к смещению сроков таких биологических явлений, как цветение, что вызывает опасения по поводу несоответствия сроков между созависимыми видами. Эта новая статья является первой, которая демонстрирует, что, помимо воздействия глобального потепления, мы должны быть обеспокоены тем, как исчезновение видов влияет на время биологических событий."
Документ, озаглавленный «Изменения в фенологии цветения в ответ на утрату биоразнообразия», опубликован в мартовском выпуске Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
С 1990-х годов фермеры, естествоиспытатели и ученые начали замечать, что фенология или время биологических событий, таких как цветение растений и «распускание листвы» деревьев, меняется, и растения начинают цвести раньше, чем они. в прошлом. На сегодняшний день это наблюдение связывают с повышением температуры в результате глобального потепления, и поэтому время цветения описывается как «отпечаток изменения климата», понимаемый как публичное, видимое, легко измеряемое проявление пагубных последствий. глобального потепления. В результате были проведены и опубликованы многочисленные наблюдательные и экспериментальные исследования фенологического воздействия абиотических физических воздействий, таких как глобальное потепление.
Однако не было никаких исследований, изучающих фенологическое влияние биотических свойств экосистемы и то, как живые существа взаимодействуют друг с другом.
Кроме того, наблюдался разрыв между данными, собранными в результате наблюдательных исследований, в которых исследователи наблюдают и анализируют, что происходит естественным образом в экосистеме, на которую влияет глобальное потепление, и результатами экспериментальных исследований, в которых исследователи искусственно нагревают участок таким образом, чтобы он соответствовал естественному глобальное потепление.
Экспериментальные исследования неизменно не приводят к таким же изменениям времени биологических событий, которые зарегистрированы в наблюдательных исследованиях.
«Экспериментальные исследования не могут учесть всех изменений, наблюдаемых в наблюдательных исследованиях», — сказал Вольф. "Возможно, часть того, что эти экспериментальные исследования не могут объяснить, — это биотическое влияние — влияние других видов, окружающих те, которые цветут.
Это означало бы, что этот эффект вызывает не только глобальное потепление, но и двойное влияние: изменение температуры и изменение видов."
Вольф и ее соавторы решили выяснить, повлияла ли потеря биоразнообразия на время биологических событий. Они создали луг в Калифорнии с 16 различными видами растений и систематически удаляли виды, чтобы увидеть, какое влияние это окажет на оставшиеся растения, эксперимент, имитирующий влияние человека на состав и разнообразие растительных сообществ во всем мире.
По мере сокращения разнообразия растений исследователи наблюдали повышение температуры почвы, изменения почвенных ресурсов и изменения сроков цветения. Для каждого удаленного вида оставшиеся растения зацвели в среднем примерно на полдня раньше, чем при отсутствии утраты биоразнообразия.
Два удаленных вида в среднем приводили к тому, что растения зацветали на целый день раньше, чем в противном случае.
Вольф объяснил, что величина этого изменения в сроках цветения аналогична величине фенологических изменений, ранее приписываемых исключительно глобальному потеплению, а это означает, что роль биотических взаимодействий — как растения взаимодействуют друг с другом — играет критически важную роль в фенологии. для понимания комбинированного антропогенного воздействия на распускание листьев, время цветения и другие фенологические явления, и это то, что следует учитывать при изучении глобального изменения климата.
Уменьшение разнообразия может способствовать или усугублять фенологические изменения, связанные с повышением глобальной температуры.
«Речь идет не о том, когда ваши тюльпаны достигнут полного цветения, а скорее о потере биоразнообразия и влиянии, которое она оказывает на фенологию растений, может повлиять на всю экосистему», — сказал Вольф. «Растения цветут для воспроизводства — для создания семян для производства следующего поколения.
Многие растения полагаются на насекомых, птиц или других опылителей, чтобы помочь в этом процессе. Для таких растений изменение времени цветения может стать действительно большой проблемой.
Если растение зацветает до того, как активизируются его опылители, это растение не может воспроизводиться или может давать меньше семян. Если есть насекомые, птицы, люди или другие животные, которые зависят от этих видов растений, они также могут быть подвержены влиянию. Растения и сообщества, в которых они произрастают, взаимосвязаны и критически зависят друг от друга."
Вольф объяснил, что существует множество экологических причин, по которым время цветения имеет значение, и это новое открытие ставит множество новых вопросов, которые необходимо изучить.
Это исследование, например, проводилось в одном типе экосистемы, но увидят ли исследователи аналогичные закономерности в других экосистемах?? Волк подозревает, что они будут.
Помимо прочего, исследователи заинтересованы в анализе того, какие виды с наибольшей вероятностью будут затронуты этими биотическими взаимодействиями; если есть виды, которые более изолированы от воздействия; и какие виды, в случае их исчезновения, приведут к наиболее значительным изменениям в сообществе.