Люди нарушают особенность и связь экосистем возрастом 66 миллионов лет

Связанные с человеком вымирания крупнейших травоядных и плотоядных животных нарушают фундаментальную особенность экосистем. Не прошло и десятилетия как экологи поняли, что построение графика соотношения размеров рациона наземных млекопитающих дает U-образную кривую при выравнивании этих млекопитающих по градиенту между растениями и белками.

Как показано на кривой, растительноядные травоядные животные слева и мясоядные плотоядные животные справа, как правило, достигают намного больших размеров тела, чем всепоглощающие всеядные и беспозвоночные, пишет «Еurekalert.org».

В новом исследовании ученые из Университета Небраски-Линкольна и учреждений на четырех континентах пришли к выводу, что эта модель на самом деле восходит к глубоким временам и применима к наземным птицам, рептилиям и даже морским рыбам.

Но исследование также предполагает, что связанные с человеком вымирания крупнейших травоядных и плотоядных животных нарушают то, что кажется фундаментальной особенностью прошлых и настоящих экосистем, с потенциально непредсказуемыми последствиями.

«Мы не уверены, что произойдет дальше, потому что этого не происходило раньше», — сказал Уилл Гирти, постдокторант в Небраске и соавтор исследования, опубликованного в Nature Ecology and Evolution.

Эволюционная и экологическая история видов животных может быть частично рассказана через переплетенные влияния диеты и размеров, сказал Гирти. Диета вида определяет его потребление энергии, что, в свою очередь, стимулирует рост и в конечном итоге помогает диктовать его размер. Тем не менее, этот размер может также ограничивать качество и количество пищи, доступной для вида необходимых для выживания.

«Вы можете быть настолько большими, насколько позволит вам ваша еда», — сказал Гирти. «В то же время вы часто настолько велики, насколько вам нужно, чтобы ловить, дотягивается и обрабатывать свою пищу. Так что там есть эволюционное взаимодействие».

Поскольку растительная диета травоядных животных относительно бедна в питании, они часто растут массивными ради того, чтобы покрыть больше земли, чтобы добывать больше пищи - и вмещать длинные, сложные пищеварительные тракты, которые извлекают из нее максимум питательных веществ.

Плотоядные животные, тем временем, должны вырасти достаточно большими, чтобы идти в ногу с этими травоядными животными и уничтожать их.

Хотя меню всеядных животных в стиле шведского стола обычно держит их желудки полными, их высокие потребности в энергии обычно заставляют их сосредотачиваться на орехах, насекомых и других небольших, энергоемких продуктах.

И хотя инвертоядные наслаждаются в основном богатой белком добычей, миниатюрная природа этой добычи в сочетании с жесткой конкуренцией со стороны многих других инвертиворов низводит их до самых маленьких размеров из всех.

Чтобы проанализировать обобщаемость этой закономерности в наши дни, команда собрала данные о размерах тела для огромного количества выживших видов: 5 033 млекопитающих, 8 991 птиц, 7 356 рептилий и 2 795 рыб.

Хотя эта картина отсутствовала у морских млекопитающих и морских птиц, вероятно, из-за уникальных потребностей и особенностей жизни в воде, она появилась в других группах позвоночных — рептилиях, морских рыбах и наземных птицах — изученных командой.

Картина даже сохраняется в различных биомах — например, леса против лугов против пустынь или тропический Атлантический океан против умеренной северной части Тихого океана — при анализе наземных млекопитающих, наземных птиц и морских рыб.

Чтобы понять, как долго идет всеобщее фундаментальное взаимодействия природы и живого мира, ученые проанализировали окаменелости 5 427 видов млекопитающих, некоторые из которых датируются ранним меловым периодом от 145 до 100 миллионов лет назад. Лайонс и его коллеги первоначально собрали данные окаменелостей в рамках исследования 2018 года о вымирании крупных млекопитающих от рук людей и их недавних предков.

«Насколько мне известно, это самое обширное исследование эволюции размера тела и особенно диеты у млекопитающих с течением времени», — сказал Гирти.

Он показал, что U-кривая простирается, по крайней мере, на 66 миллионов лет, когда «не птичьи» динозавры только что были уничтожены, а млекопитающие еще не диверсифицировались в доминирующий класс животных, которым они являются сегодня.

Каталогизировав настоящее и прошлое U-кривой, Гирти, Лайонс и их коллеги обратились к ее будущему или его потенциальному отсутствию.

Средние размеры травоядных и всеядных животных упали примерно в 100 раз с момента появления неандертальцев и Homo sapiens за последние несколько сотен тысяч лет, сообщила команда, причем размер плотоядных сократился примерно в 10 раз за тот же период. В результате U-образная кривая, которая сохранялась так долго, начала заметно сглаживаться, сказал Гирти.

В этом ключе команда прогнозирует более чем 50% вероятность того, что несколько крупных и средних млекопитающих, включая тигра и яванского носорога, оба из которых считают людей своими единственными хищниками, вымрут в течение следующих 200 лет. Эти прогнозируемые вымирания только усугубят нарушение U-кривой, говорят исследователи, особенно в той степени, в которой потеря крупных травоядных может вызвать или ускорить потерю крупных плотоядных животных, которые охотятся на них.
«Конечно, возможно, что, когда мы снимаем некоторых из этих животных с вершины (U-кривой), и когда мы сворачиваем некоторые из этих диапазонов размеров тела, мы изменяем способ распределения энергии», — сказал Гирти. «Это, возможно, может иметь фундаментальные последствия для окружающей среды и экосистемы в целом».

Исследователи также пришли к выводу, что предстоящее снижение размеров тела млекопитающих может опередить даже беспрецедентное вымирание животного мира, наблюдаемое за последние несколько сотен тысяч лет.