Чтобы выяснить, как повышение температуры может повлиять на видовое разнообразие планеты, биологи из Немецкого центра интегративных исследований биоразнообразия (Biologen vom Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung, iDiv) и Университета Лейпцига осуществили эксперимент.
Его результаты показали: при высокой температуре между одними видами усиливается конкуренция за ограниченные ресурсы, а над другими нависает все большая опасность стать пищей для хищников.
Для своего эксперимента ученые наполнили несколько чашек Петри соломой и поселили туда два вида насекомых из ряда колемболы – членистоногих размером несколько миллиметров – и клещей, которые питаются представителями колемболы.
В то же время в одних чашках Петри ученые подняли среднюю температуру от первичной с 13,5°С до 18,5°С, в других – до 23,5°С. Так, в этих сосудах температура была на 5 и 10 градусов выше, чем та, в которой животные жили годами.
Так возникли экосистемы в миниатюре. При климатических изменениях колемболы, которые в дикой природе сосуществуют мирно, представляли добычу, а клещи – хищников. Два месяца ученые наблюдали, как будут развиваться отношения этих трех видов при разных температурах.
«Мы ожидали, что лучше с изменениями справится меньший из обоих видов колембол. Ведь у его представителей меньшая потребность в пище, и в новых условиях она должна была бы вырасти несильно», – пояснил исходную гипотезу ученых из Лейпцигского университета Мадгав Такур (Madhav P. Thakur), ведущий автор исследования. И настоящие результаты удивили: после двух месяцев в теплых чашках Петри совсем не осталось меньшего вида колембол, зато большим видам удалось выжить.
Авторы исследования припускаюсь, что к гибели меньших привели двоякие процессы. Прежде всего, возросла вероятность того, что колемболы станут пищей для клещей. Из-за того, что при высоких температурах ускоряется обмен веществ, у хищников возрастает аппетит. А меньших животных легче поймать, потому что они бегут медленнее. С другой стороны, меньшие животные значительно хуже приспосабливаются к изменениям, несмотря на то, что малые размеры тела являются преимуществом из-за высоких температур. «Зато вид больших колембол лучше справился и был успешнее при бегстве от хищников», – рассказал Такур.
Экстраполируя эти показания на природу, можно предположить, что повышение температуры приводит к увеличению энергетических потребностей у некоторых видов. Также опасность кроется в том, что изменяются отношения между видами: при высоких температурах растет конкуренция за ограниченные ресурсы для видов одного звена пищевой цепи и увеличивается опасность быть убитым.
«Это исследование демонстрирует, как мало нам известно про сложные межвидовые отношения, которые могут сложиться в будущем в окружающей среде, и насколько плохо мы способны их предсказывать. Чтобы выработать общее понимание этих процессов, необходимы последующие исследования», – сказал Нико Айзенгауер (Nico Eisenhauer), профессор экспериментальной экологии взаимодействий в Исследовательском центре iDiv и Университете Лейпцига.
Колемболов для исследования ученые выбрали сознательно. Эти существа не только хорошо чувствуют себя в лаборатории, они играют важную роль как редуценты мертвого животного и растительного материала. Если в результате климатических изменений будет уменьшаться биоразнообразие, то и их функция может исчерпать себя, что поставит под вопрос немало процессов внутри экосистемы.