Периодическая таблица экологических ниш поможет прогнозировать последствия изменения климата

Группа экологов начала создавать периодическую таблицу экологических ниш по аналогии с химической таблицей. Подобно тому, как химики используют свою таблицу для понимания связей между элементами, новая таблица демонстрирует связи во времени между животными, растениями и их средой обитания, становясь важным инструментом для учёных, изучающих влияние глобального потепления на виды по всему миру.

Эрик Пианка из Техасского университета в Остине, ведущий автор статьи, опубликованной на этой неделе в The American Naturalist, вместе с четырьмя коллегами представил первые элементы этой новой системы упорядочивания ниш — набора определяющих факторов в конкретном месте, которые влияют на жизнь, размножение и взаимодействие растений и животных друг с другом и с окружающей средой.

«Обобщение основных экологических признаков в таких простых схемах позволит экологам прогнозировать, как виды могут отреагировать на новые условия среды, и оценивать инвазионный потенциал видов, — заявил Пианка. — Это расскажет нам о том, как ниши эволюционировали в прошлом и даже как они будут эволюционировать в будущем, что напрямую связано с последствиями изменения климата».

Экологические ниши определяются таким количеством факторов, что они чрезвычайно сложны, и до сих пор экологам не удавалось упорядочить их предсказуемым образом. Идея, предложенная эволюционным экологом Робертом МакАртуром ещё в 1972 году, заключалась в создании системы, аналогичной химической периодической таблице, где элементы упорядочены по атомному номеру, конфигурации электронов и определённым химическим свойствам.

Новая система, описанная в работе, основана на данных, собранных Пианкой и его многолетним коллегой Лори Виттом из Университета Оклахомы в ходе 50 лет полевых работ на четырёх континентах. Они использовали данные по пяти основным измерениям ниши (среда обитания, рацион, жизненный цикл, метаболизм и защита, каждое из которых включает 7–15 переменных) для 134 видов ящериц. Анализ показал, что ящерицы на разных континентах, занимая схожие ниши, эволюционировали с похожими признаками, демонстрируя конвергентную эволюцию. Всего три измерения в анализе улавливают 62% общей вариативности, что указывает на жёсткие ограничения в формировании ниш ящериц.

Исследователи также создали веб-сайт с трёхмерной визуализацией, позволяющий экологам изучать взаимосвязи и компромиссы в эволюции ниш ящериц, а также то, как виды перекрываются или разделяются в зависимости от среды обитания, размера тела, способа добычи пищи, рациона и других факторов.