С тех пор как HMS Beagle прибыл на Галапагосские острова вместе с Чарльзом Дарвином, чтобы встретиться с роковым семейством вьюрков, экологи изо всех сил пытались понять особенно запутанный вопрос: почему в одних местах Земли наблюдается смехотворное изобилие видов, а в других — их дефицит? Какие именно факторы определяют разнообразие животных?

Имея доступ к огромному набору климатических данных глобального масштаба и новой стратегии, команда из Департамента наук о водоразделах Колледжа природных ресурсов Куинни и Экологического центра определила несколько факторов, которые помогут ответить на этот фундаментальный экологический вопрос. Они обнаружили, что то, что едят животные (и как это взаимодействует с климатом), формирует разнообразие Земли.

Работа недавно была опубликована в журнале Экологические письма.

«Исторические исследования, изучающие распределение видов по широтному градиенту Земли, упускают из виду роль трофической экологии — то, как то, что едят животные, влияет на то, где они обитают», — сказала Триша Этвуд, автор исследования из Департамента наук о водоразделах и Экологического центра. . «Эта новая работа показывает, что хищники, всеядные и травоядные животные не разбросаны по всему земному шару случайным образом. Существуют закономерности того, где мы находим эти группы животных».

В некоторых местах – в Африке, Европе и Гренландии – неожиданно обилие хищников, питающихся мясом. Травоядные животные распространены в более прохладных районах, а всеядные, как правило, преобладают в теплых местах. Два ключевых фактора оказались решающими в формировании этих закономерностей: осадки и рост растений.

По словам Этвуда, характер осадков во времени играет большую роль в определении того, где процветают различные группы млекопитающих. Географические районы, где количество осадков варьируется в зависимости от сезона, но не слишком сильно, имеют самый высокий уровень разнообразия млекопитающих.

«Имейте в виду, что мы не говорим об общем количестве осадков», — сказал Джарон Адкинс, ведущий автор исследования. «Если вы представите экосистемы всего мира в масштабе осадков и сезона, некоторые места в Юте и тропических лесах Амазонки располагаются на одном конце с низкой изменчивостью — в них наблюдается постоянный уровень осадков в течение всего года. В других регионах, таких как южная Калифорния, наблюдается устойчивый уровень осадков. действительно высокая изменчивость: в период с декабря по март выпадает около 75 процентов годового количества осадков».

Но «золотая середина» для хищников и травоядных находится в средней зоне между двумя крайностями, сказал он. В таких местах, как Мадагаскар, где характер осадков равномерно распределялся между влажным и засушливым сезонами (по шесть месяцев каждый), существовал идеальный экологический коктейль для создания условий для этих двух групп. Разнообразие всеядных животных имеет тенденцию процветать в местах с очень стабильным климатом.

Вторым важным фактором, связанным с разнообразием млекопитающих, который обнаружила работа, была мера роста растений на территории, измеряемая как «валовая первичная продуктивность».

«Для травоядных животных интуитивно понятно, что они получают выгоду от роста растений», — сказал Адкинс.

Но, согласно исследованию, эта мера больше всего повлияла на хищников. Тесная связь между хищниками и ростом растений подчеркивает важность обилия растений для структурной целостности всей пищевой цепи.

«Было удивительно, что этот фактор был более важен для хищников, чем для всеядных и травоядных», — сказал Этвуд. «Почему это так, остается загадкой».

Согласно исследованию, хотя эволюционные процессы в конечном итоге ответственны за стимулирование различий между видами, климатические условия могут влиять на сопутствующие факторы — скорость эволюционных изменений, вымирание и расселение животных — влияя на виды и богатство признаков, согласно исследованию.

Разнообразие животных во многих экосистемах мира быстро сокращается из-за утраты среды обитания и изменения климата. Это имеет негативные последствия для экосистем. По словам Этвуд, чрезвычайно важно прогнозировать, как изменение климата повлияет на жизнь животных в будущем, и это исследование является первым шагом на пути к лучшему управлению будущими условиями для животных во всем мире.

«Разнообразие животных может служить сигналом тревоги для стабильности экосистем», — сказал Этвуд. «Идентификация экологических механизмов, которые помогают управлять моделями богатства, дает представление о лучшем управлении и прогнозировании того, как разнообразие может измениться в условиях будущего климата».

Помимо Адкинса и Этвуда, в исследовании приняли участие семь авторов, в настоящее время или ранее связанных с Департаментом наук о водоразделах и Экологическим центром: Эдд Хэммилл, Умарфарук Абдулвахаб, Джон Дрейпер, Маршалл Вольф, Кэтрин МакКлюр, Адриан Гонсалес Ортис и Эмили Чавес.