U raznolikoj zajednici životinje su manje vjerojatno da će umrijeti • Alexander Markov • Znanstvene vijesti o "Elementama" • Paleontologija, biologija, ekologija

U raznolikoj zajednici, životinje su manje vjerojatno da će umrijeti.

Paleontološki podaci dopuštaju rekonstrukciju ne samo strukture pojedinih izumrlih životinja, već i nekih svojstava drevnih ekosustava. Slika prikazuje morske životinje Ordovićijanskog razdoblja: glavonožci i morske ljiljane. S lijeve strane – "neobrađeni podaci", s desne strane – obnova. Slika od www.westga.edu

Analiza velikog broja paleontoloških podataka pokazala je da su rodovi morskih životinja ograničeni na paleokomunikacije s visokom generičkom raznolikošću postojale u prosjeku duže i izumrle manje od rodova koji su živjeli u jednostavnim zajednicama. Ta činjenica potvrđuje hipotezu da visoka bioraznolikost povećava otpornost zajednice. Rasprava oko ove hipoteze traje već pola stoljeća, ali do sada su svi pro i kontra ekolozi dobiveni samo iz analize suvremenih ekosustava..

Dugotrajna rasprava o odnosu između bogatstva zajednice i njezine održivosti (stabilnost) već je postala prilično neugodno mnogim ekolozima (vidi: Ekološki učinci bioraznolikosti, K. S. McCann, 2000. Razgovor o stabilnosti različitosti). Prije 50-40-40 godina, ekologija je dominirala stajališta da više postoje vrste u zajednici, više, sve ostale stvari su jednake, sposobnost takve zajednice da izdrži razne štetne učinke.U složenoj zajednici, teoretski, trebaju postojati učinkovitije mehanizme ravnoteže temeljene na načelu negativne povratne informacije.

Na primjer, ako postoji mnogo vrsta u zajednici, vjerojatno će imati prosječno nižu nižu nišu: svaki će grabežljivac loviti nekoliko vrsta plijena, svaka biljka će se hraniti na ograničenom broju biljaka, itd. Ako je broj bilo koje vrste u u takvoj zajednici će početi padati, vjerojatno će dovesti do činjenice da će uvjeti za život ove vrste postati povoljniji: hrana će postati više specijaliziranih grabežljivaca i parazita – manje. Vrsta koja je počela umrijeti dobit će priliku da se oporavi.

Ako, međutim, u zajednici postoji, primjerice, samo jedna vrsta predatora koja lovi mnoge plijenove, tada smanjenje broja jednog plijena neće utjecati na broj grabežljivaca i sigurno može "završiti" ugroženu vrstu. Međutim, možete misliti na mnoge druge spekulativne modele, u kojima će sve biti različite, i što je najvažnije, mnogo složenije i nejasne (vidi, primjerice: odabir prijatelja ispravno, možete se spremiti od konkurenata, Elementi, 28. travnja 2009.).

Dugoročno istraživanje različitih modernih ekosustava – prirodno i umjetno – nije dao jednostavan i jasan odgovor na pitanje o odnosu između različitosti i održivosti. Očigledno je taj omjer stvarno dosta nejasan. U nekim situacijama, raznolikost pridonosi održivosti, u drugima – ne, a teško je reći koja od trendova prevladava na globalnoj razini.

Da bi se riješila ova dilema, bilo bi vrlo korisno izvući podatke o prošlim geološkim epohama, ali do sada je bilo teško to učiniti zbog nedostatka dovoljno opsežnih globalnih izvještaja o drevnim zajednicama (točnije o fosilnim kompleksima na temelju kojih možete rekonstruirati ). Sada se takva izvješća konačno počela pojavljivati. Najveći i najdetaljniji od njih je međunarodna baza podataka Paleobiology Database (PBDB). Do danas je napravljeno oko 80.000 paleontoloških zbirki. Zbog "zbirke" u PBDB se misli na kompleks minerala koji se nalaze na jednom mjestu iu jednom geološkom sloju. U većini slučajeva, takva zbirka je više ili manje reprezentativni uzorak od prave paleocommunity (ili iz nekoliko zajednica koje su postojale u određenoj regiji za određeno vremensko razdoblje,nije prevelika prema geološkim standardima). Prema prosječnom broju rodova u zbirkama, može se procijeniti razina raznolikosti drevnih zajednica – naravno, vrlo približno, s mnogo amandmana i rezervi, i samo ako postoje podaci o vrlo velikoj skupini zbirki.

Stabilnost paleo-zajednica teško je izravno izmjeriti, ali možete koristiti parametar koji je blisko povezan s njom i utvrđen je vrlo precizno fosilnim zapisom – trajanjem postojanja vrsta ili genera koji čine ove paleo-zajednice. Očito, porođaj, ograničen na održive zajednice, trebao bi, s ostalim stvarima jednakim, rijetko umrijeti i, stoga, duže živjeti u usporedbi s radom ograničenim na nestabilne zajednice.

Ta su razmatranja osnovala studiju, čiji su rezultati objavljeni u posljednjem broju časopisa. Paleobiology, Rad je napravio autor ovih redaka. Upotrijebili smo podatke iz PBDB o svim morskim životinjama Phanerozoic Eona (posljednjih 542 milijuna godina povijesti Zemlje). Kao što se ispostavilo, postoji pozitivna korelacija između trajanja L postojanja roda i prosječnog plemenskog bogatstva zbirki D, u kojima postoje predstavnici ovog roda.Drugim riječima, rođenja koja su živjela u bogatim i raznovrsnim zajednicama postojala su duže od rođenja ograničenih na siromašne zajednice.

Postoji pozitivna korelacija između životnog vijeka generacija fosilnih morskih životinja (L, dugovječnost) i prosječnog generičkog bogatstva paleontoloških zbirki u kojima postoje predstavnici tih vrsta (D, raznolikost). Svaka točka na grafu odgovara jednom rodu. Logaritamska ljestvica. Sl. iz predmetnog člankaPaleobiology

Međutim, čak ni polovica bitke ne može pronaći željeni obrazac u takvim studijama, već samo početak rada. Većina članka trebala je posvetiti razmatranju mogućih alternativnih objašnjenja za utvrđenu ovisnost. Doista, pozitivna korelacija ne mora nužno značiti da postoji uzročni odnos između dvije količine (to jest, u tom slučaju, ta velika raznolikost doprinosi održivosti). Korelacija može biti uzrokovana "izvanjskim" faktorima koji utječu na L i D na sličan način.

Na primjer, može se pretpostaviti da se blizu ekvatora, gdje su zajednice raznolike, porođaj rijetko umire nego na visokim geografskim širinama – ne zato što žive u različitim zajednicama, već jednostavno zato što topla klima može smanjiti vjerojatnost izumiranja.Da bi se to potvrdilo, zbirke iz različitih latitudinalnih zona analizirane su odvojeno. Ispalo je da unutar pojedinih zona (svaka od 10 ° paleolijatudes) ostaje pozitivna korelacija. Dakle, to nije latentni gradijent. Slično tome, ispitivane su i druge hipoteze o mogućem utjecaju različitih čimbenika, uključujući duboki gradijent (duboke i plitke zajednice uzete su u obzir odvojeno) i stupanj litijalizacije stijena. U litiziranom, to jest, petrificiranom, fosilna stijena sačuvana je još gore nego u labavoj, pa stoga litifikacija može simultano smanjiti D i L, stvarajući tako promatranu pozitivnu korelaciju. Pokazalo se da čak i uzevši u obzir sve ove čimbenike, pozitivna korelacija između L i D još uvijek je značajna.

Između ostalog, utjecaj "vremenaokoići gradijentom. Činjenica je da su prosječni životni vijek rodova i prosječno plemensko bogatstvo morskih zajednica raslo tijekom Phanerozoika u cjelini. Može li se to paralelni rast objasniti otkrivenom korelacijom? Da bismo to provjerili, morali smo zasebno razmotriti zbirke, vremenski odvojeni vremenski intervalima,uključujući i one tijekom kojih niti D niti L nisu rasli. Korelacija je također izdržala ovaj test.

Rast prosječnog trajanja rada (L) tijekom Phanerozoic. Duž horizontalne osi – vrijeme za milijun godina od početka Phanerozoic (od 542 milijuna godina do danas). Okomita osi – prosječno trajanje postojanja (u milijunima godina) svih rodova koji su postojali u to doba. Za rodove koji još nisu izumrli do današnjeg dana korišteno je "očekivano" trajanje postojanja, izračunano na temelju poznate stope izumiranja rodova morskih životinja u kenozoici (u posljednjih 65 Ma). Ta stopa iznosi oko 0,7% rođenih u milijun godina. Sl. iz predmetnog člankaPaleobiology

Rezultati sugeriraju da je globalno utjecaj raznolikosti na održivost još uvijek pozitivan. To jest, živjeti u raznolikoj zajednici, a druga stvar jednaka, smanjuje vjerojatnost izumiranja. Međutim, raznolikost zajednica utječe na očekivano trajanje života porođaja nije baš puno. Ovo se vidi iz niske vrijednosti koeficijenta korelacije. Pronađena je korelacija slaba, iako ima vrlo visoku razinu statističke značajnosti.Ali to se trebalo očekivati, jer različitost zajednica ni na koji način ne može biti jedini (ili glavni) čimbenik koji određuje koliko dugo će ova ili ona vrsta postojati u svijetu. Životni vijek roda ovisi o različitim razlozima, veličina D je samo jedan od njih. Riječ je o utjecaju pušenja na životni vijek osobe: korelacija je vrlo slaba, ali vrlo značajna.

Rast prosječne vrijednosti D tijekom Phanerozoic (odražava dinamiku plemenskog bogatstva morskih zajednica). Za razliku od L, ta je vrijednost rasla u koracima: bilo je dva relativno kratka razdoblja brzog rasta D, kada je bilo globalno restrukturiranje morskih zajednica povezanih s njihovom radikalnom komplikacijom. Prvo restrukturiranje odvijalo se na kraju kambrijskoga – početku Ordovičana (50-75 milijuna godina od početka Phanerozoika), drugi na kraju Mesozoika – početak Cenozoika (450-500 milijuna godina). Debeli nizak izračunato za sve rodove tanak – za one koji se nalaze samo u litografskim (fosiliziranim) stijenama. Sl. iz predmetnog člankaPaleobiology

Dobiveni rezultati dobro su suglasni s prethodno predloženim hiperboličkim modelom rasta bioraznolikosti (vidi: biološka raznolikost, poput populacije, raste uz hiperbola, flora i fauna kontinenata evoluiraju se prema hiperboličkom zakonu).Hiperbolička priroda rasta biološke raznolikosti sugerira da je taj proces potaknut složenim pozitivnim povratnim informacijama. Drugim riječima, što je veća raznolikost, više su preduvjeta za njezin brži rast. Naravno, takav rast samo-ubrzava ne može trajati neograničeno, prije ili kasnije će sigurno početi usporavati – kao što se počelo događati svjetskoj populaciji 1960-ih.

U evoluciji bioraznolikosti moguća su najmanje dva pozitivna mehanizma povratnih informacija, što može objasniti njegov hiperbolički rast. Prvi od njih testiran je u ovom radu i dobio potvrdu: rast raznolikosti zajednica vodi povećanju njihove stabilnosti, što zauzvrat dovodi do smanjenja stope izumiranja rodova. Kao rezultat toga, ukupan broj rođenih raste brže. Drugi mehanizam temelji se na činjenici da nove vrste mogu stvoriti nišu za sljedeću "generaciju" novih vrsta (vidi: Lančana reakcija na određenje, elementi, 11. veljače 2009.). Stoga, pod određenim uvjetima, rast raznolikosti zajednice može povećati vjerojatnost novih vrsta u ovoj zajednici.Učinkovitost ovog mehanizma može se procijeniti i na temelju podataka PBDB-a, koji trenutno pokušavamo učiniti s našim kolegama.

izvor: Alexander V. Markov. Alfa raznolikost pomorskih zajednica pomiruje se s dugovječnošću rodova (cjelovit tekst – PDF, 725 Kb) // Paleobiology, 2009. V. 35. P. 231-250.

Aleksandar Markov


Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: