Естественные речные сети необходимы для биоразнообразия

Изменение природных водотоков создает серьёзный риск для видов, обитающих по всей длине реки. В совместном проекте ученые из EPFL, EAWAG и Принстонского университета смоделировали поток организмов, живущих вдоль речных сетей. Их исследование будет опубликовано на этой неделе в журнале PNAS.

Воздействие антропогенных изменений русел рек, таких как строительство каналов, дамб или дренаж, на биоразнообразие может распространяться далеко за пределы непосредственной зоны вмешательства. Лабораторные эксперименты с микроорганизмами подтвердили релевантность математических моделей, анализирующих эволюцию популяций в таких условиях. Исследование показало, что биоразнообразие в конкретной точке реки сильно зависит от всех впадающих в неё более мелких притоков, а не только от локальных условий. Канализация участка притока может иметь последствия для всей речной системы на многие километры вниз по течению.

В эксперименте ученые использовали упрощенную модель речной сети, распределив десять видов микроорганизмов (простейших и коловраток) по системе сообщающихся ёмкостей. Это позволило за месяц наблюдать эволюцию за 50–100 поколений, исключив множество неконтролируемых параметров природной среды. «Таким образом мы смогли экспериментально доказать релевантность математических моделей, которые мы уже применяли к Миссисипи, Амазонке и Рейну», — отмечает профессор Андреа Риналдо, директор лаборатории ECHO.

Основной вывод исследования заключается в том, что эволюция в разветвленной сети приводит к значительно более высокому разнообразию видов в местах слияния вод. Кроме того, популяции, живущие близ «истоков» каждого притока, также демонстрируют гораздо более широкое разнообразие. Поддержание этого богатого сообщества в верховьях признано необходимым для развития биоразнообразия вниз по течению.