Ученые обнаружили скрытую закономерность, управляющую всей жизнью на Земле

Исследование предлагает новую концепцию — «ядро-переходная зона» — которая объясняет, как виды распределяются в пределах биогеографических регионов.

«В каждом биорегионе есть центральная область, где обитает большинство видов», — пояснил ведущий автор работы доктор Рубен Бернардо-Мадрид из Университета Умео. «Из этого ядра виды распространяются в окружающие территории, но лишь часть из них выживает. Похоже, что ядра обеспечивают оптимальные условия для выживания и разнообразия, выступая источником, из которого биоразнообразие распространяется вовне».

 Глобальная мозаика со скрытым порядком

Биогеографы давно знают, что Земля разделена на отдельные регионы, сформированные исторической изоляцией, климатом и эволюцией. Однако до сих пор оставалось неясным, подчиняется ли распределение видов внутри этих регионов какой-либо универсальной закономерности.

Чтобы это выяснить, ученые проанализировали глобальное распределение амфибий, птиц, млекопитающих, рептилий, стрекоз, деревьев и скатов, используя обширные экологические базы данных и картографируя более 48 000 географических ячеек. Каждая ячейка оценивалась по четырем ключевым аспектам биоразнообразия: видовому богатству, эндемизму, размеру ареала и перекрытию биоты (наличию видов из других регионов).

С помощью современных методов кластеризации исследователи выделили семь типов областей — «биогеографических секторов» — которые повторяются по всему миру. Эти секторы образуют упорядоченный градиент: от региональных ядер биоразнообразия (зон с высокой концентрацией уникальных видов) до переходных зон, где видов меньше и многие из них встречаются в соседних регионах.

Один закон для всех экосистем

Удивительно, но эта закономерность проявляется как в морских, так и в наземных экосистемах, среди быстро и медленно размножающихся организмов, а также в совершенно разных условиях среды. Это указывает на существование универсальных процессов, формирующих биоразнообразие на планете.

Ученые полагают, что ключевую роль играют экологические фильтры. В ядрах биоразнообразия — стабильные, богатые ресурсами условия, способствующие процветанию эндемичных видов. В переходных зонах, напротив, выживают преимущественно универсальные виды или мигранты, способные адаптироваться к более изменчивым условиям.

Также исследование показало, что переходы между зонами не случайны: каждый сектор граничит с определенным типом соседней области, создавая естественную последовательность в распределении биоразнообразия.

Научная основа закономерности

Для анализа ученые использовали сетевой подход Infomap, который учитывает взаимосвязи видов и их характерные особенности. Затем они применили метод k-средних, группируя схожие конфигурации биоразнообразия, чтобы выявить повторяющиеся паттерны.

Результат — семь глобально согласованных биогеографических секторов, отражающих баланс видового богатства, эндемизма, размера ареала и перекрытия биоты.

Важно, что эта модель — не просто следствие географии. Исследователи провели серию проверок, учитывая климат, географию и качество данных. Оказалось, что организация биоразнообразия тесно связана с градиентами температуры, осадков и непрерывностью среды обитания.

«Эта закономерность говорит о том, что жизнь на Земле в какой-то степени предсказуема», — отметил соавтор исследования доктор Хоакин Калатаюд. Такая предсказуемость помогает понять, как виды развивались, и прогнозировать реакцию экосистем на глобальные изменения.

Последствия для охраны природы

Открытие имеет важное значение для природоохранных стратегий. Традиционно усилия сосредоточены на защите «горячих точек» — регионов с высоким видовым разнообразием и эндемизмом. Однако новое исследование показывает, что необходимо сохранять весь спектр — от ядер до переходных зон, чтобы поддерживать экологические процессы, обеспечивающие биоразнообразие.

Ядра, занимая всего 30% площади биорегиона, могут содержать до 90% всех его видов, что делает их особенно важными для охраны.

Новая парадигма биоразнообразия

Десятилетия ученые спорили, следует ли изучать биоразнообразие на локальном уровне или искать глобальные закономерности. Новые данные подтверждают второй подход.

Исследователи надеются, что их работа поможет переосмыслить методы оценки и защиты биоразнообразия в условиях климатических изменений и разрушения среды обитания.

«Обнаруженная закономерность организации биоразнообразия отражает фундаментальные принципы, управляющие жизнью на Земле», — заключили авторы.

Это открытие может стать ключом к сохранению жизни на планете в условиях стремительных экологических перемен.

Источник