Направи дарение на училище!

Използването на записа от вкаменелости за оценка на нивата на биоразнообразието все още е предизвикателство, като имаме предвид, че повечето открити вкаменелости са от по-близкото минало, а връщайки се по-дълбоко назад във времето, в някои случаи не са открити такива за цели континенти. Снимка:  Джеймс Сейнт Джон / Flickr

Подобряването на познанията ни за историческите модели на биологичното разнообразие може да ни помогне да разберем каква е способността на животните да се адаптират в условията на съвременните климатични промени.

Традиционното мнение е, че видовото многообразие се увеличава непрекъснато през последните 200 милиона години, особено през последните 100 милиона, което е довело до повече разнообразие в момента отколкото когато и да било преди. Но някои скорошни проучвания сочат, че биоразнообразието има тенденция да остава до голяма степен същото, като се е стигало само случайни скокове.

„Нашите открития силно противоречат на минали проучвания, които предполагат неограничено увеличаване на разнообразието в местни и регионални мащаби през последните 100 милиона години“, се казва в ново проучване на сухоземните видове. То не открива никакви доказателства за нарастване на разнообразието през последните 66 милиона години, след кратко увеличение от два до три пъти за няколко милиона години след масовото изчезване на динозаврите в края на периода Креда, подир което започва процъфтяването на бозайниците.

Разбери повече за БГ Наука:

***

Подобни са наблюденията и при изследването на морските видове, като и там учените откриват малка промяна в биологичното разнообразие на океана през последните 200 милиона години.

„Ние установяваме, че екосистемите са относително стабилни по отношение на биоразнообразието, което имат за десетки до стотици милиони години“, казва професор Ричард Бътлър, палеобиолог от Университета в Бирмингам, Великобритания, който работи и върху двете изследвания като част от Проект TERRA. „Вместо да наблюдаваме експоненциални увеличения, това е по-скоро краткотрайно доста драматично увеличение и след това имаме сравнително равна линия.“

Констатациите предполагат, че разнообразието е ограничено до определен лимит и че броят на видовете в крайна сметка е ограничен от фактори като наличието на ресурси като вода и пространство, казва проф. Бътлър. Според него различни изследователи се насочват към това мнение от известно време, но нови подходи като тези, възприети в проекта TERRA, помогнаха за укрепване на доказателствата.

Нарастване

Проф. Бътлър обяснява, че променящата се картина се получава чрез методи, които помагат за справяне с дългогодишното предизвикателство, с което експертите са се сблъсквали при анализите на вкаменелостите. Проблемът е, че по-голямото изобилие от запазени вкаменелости от по-близкото минало води до нереална инфлация на многообразието.

“С по-дълбокото навлизане в древността може да имате цели континенти, от които не са открити вкаменелости за някои времеви интервали“, посочва проф. Бътлър.

Учените се основават на данни, събрани през последните 20 години в базата данни на палеобиологията, която събира глобални таксономични данни за организмите през цялата геоложка история. След това те създават алгоритми за вземане на проби от подобни по големина области, където през годините са били откривани вкаменелости.

Използвайки тези методи, техните проучвания подчертават значителните различия в разнообразието на отделните места – като например тенденцията то да бъде много по-високо около екватора, отколкото при полюсите – подчертавайки необходимостта от регионален преглед, за да се получи пълната картина.

Екипът също започна да работи за интегриране на своите резултати с данните на климатичните моделисти. Те искат да видят как изменението на климата е повлияло на разпределението на биоразнообразието през дълбоката древност, което постигат, разглеждайки видовете условия, които преобладават в световен мащаб и в различни части на света, когато определени животни са съществували.

Проф. Бътлър обаче отбелязва, че оценката за нивото на биологичното разнообразие от данните за изкопаемите все още е предизвикателство предвид множеството пропуски в базата данни. Например, зъбите се използват много по-трудно за разграничаване при динозаврите отколкото при видовете бозайници.

Тенденции

Сложността на историческите тенденции в биологичното разнообразие се подчертава от различната картина, открита в миналите проучвания на д-р Хелен Морлон, еволюционен еколог от Френския национален център за научни изследвания.

Нейните резултати предполагат, че няма ограничение за биологичното разнообразие, за разлика от работата на TERRA, но забавя темповете, с които се появяват нови видове, тъй като екологичните ниши или местообитания стават по-пренаселени през различни геоложки епохи. „Открихме модели, при които разнообразието не е ограничено – с фиксиран брой видове, който не се променя – и не се увеличава експоненциално, но има такъв тип забавяне в начина, по който разнообразието се натрупва“, заявява тя.

Д-р Морлон е намерила допълнителни доказателства за подобни забавяния като част от проект, който ръководи, наречен PANDA, стремящ се да разработи по-добри модели и инструменти за извличане на данни в еволюционните или филогенетични дървета, за да изучи диверсификацията в по-фин мащаб. Сред резултатите от него учените са идентифицирали пет основни модела на диверсификация сред гръбначните животни, предоставящи рамка за разбиране на развитието на биоразнообразието в дълбоката древност.

Те също дадоха изненадващ резултат, откривайки доказателства, че по-хладните периоди през последните 66 милиона години съвпадат с по-бързите темпове на развитие на телесния размер при птиците и бозайниците, въпреки че цялостната диверсификация има тенденция да се забавя при по-хладен климат.

Учените предполагат, че този резултат е такъв, защото размерите на тялото имат специфична връзка с температурата или по-широко, че някои характеристики могат да бъдат отделени от диверсификацията. Всичко това предполага, че са необходими допълнителни изследвания за връзките между еволюцията на телесните черти и диверсификацията.

„Връзката между различните нива на еволюция е супер сложна и не е добре известна“, казва д-р Морлон. „Имаме нужда от доста сложни модели, които не са толкова лесни за разработване.“

Но макар да има още много неща за разгадаване, развитието в тази област може да се използва и за съвременните проблеми.

Докато учените подчертават, че предишните еволюционни тенденции не са пряко преносими до днес поради изключително различни времеви граници, те твърдят, че проучванията биха могли да дадат някои улики за способността на видовете да се адаптират и комбинациите от характеристики, като модели на хранене или размер, които излагат видовете на риск. Това изследване би могло също така да даде представа и за това как причинените от хората промени в климата могат да повлияят на бъдещата еволюция.

„Можем да преценим в тези времеви граници какво се случва, когато се промени температурата с толкова много градуси – какъв е ефектът от това върху еволюционните темпове?“, казва д-р Морлон. „Освен това най-малкото дава перспектива да разберем как биоразнообразието може да реагира на текущите промени.“

Диверсификация

Междувременно дебатът за диверсификация продължава.

Професор Майкъл Бентън, който изучава палеонтологията на гръбначните животни в Университета в Бристол, Обединеното кралство, е категоричен привърженик на непрекъснато нарастващото биоразнообразие и все още се придържа към тази гледна точка.

Макар да е съгласен, че вкаменелостите са непълни, той казва, че широкото очертаване на реда на вкаменелостите не е подвеждащо и широко документира „възхода и падението на основните групи във времето“.

Проф. Бентън цитира примера с разпространението на птици към днешните 10 000 вида. Да се предполага, че биологичното разнообразие остава постоянно от създаването на птиците, е като да се предполага, че видовете птици са заместили подобен брой на съществуващите преди това видове летящи животни, казва той.

По същия начин, допълва още той: „Имало е време, когато животните не са образували рифове или са се заравяли под морското дъно; в един момент се появат тези нововъведения и това вероятно предполага нетно увеличение на биоразнообразието оттогава нататък“.

Той обаче се съгласява, че отговорите остават далеч от ясното и е необходима много повече работа, за да се стигне до дъното, но и че многото напредък в изчислителните инструменти оказват голяма помощ.

„Все още изглежда нерешено доколко вкаменелостите дават разумна картина на живота“, казва проф. Бентън. „Независимо дали животът е разнообразен (непрекъснато) чрез многобройни скокове и стъпки… или всъщност е достигнал един пълен капацитет, след което не се е променил много, все още горещо се обсъжда.“

Източник: horizon-magazine.eu

Превод: Радослав Тодоров

Вземете (Доживотен) абонамент и Подарете един на училище по избор!