В условиях стремительно меняющегося климата и нарастающего антропогенного давления на экосистемы вопрос сохранения биологического разнообразия планеты стоит острее, чем когда-либо. Однако оценить реальную угрозу вымирания того или иного вида — задача колоссальной сложности. Традиционно для этого используется Красный список Международного союза охраны природы (IUCN), но его оценки часто запаздывают или требуют узкоспециализированных исследований конкретных таксонов.
Новаторское исследование, проведенное учеными из Университета Сент-Эндрюса совместно с международной командой партнеров, предлагает принципиально иной подход. Оно показало, что повышенный риск вымирания напрямую связан с частотой снижения локальной распространенности видов, и позволило доказать это на основе анализа одной из самых полных баз данных о жизни на Земле.
Фундаментом для этой работы послужила база данных BioTIME — монументальный инструмент, также разработанный в Университете Сент-Эндрюс специально для изучения динамики изменения биоразнообразия во времени. Исследователи не стали ограничиваться точечными наблюдениями. Вместо этого они погрузились в анализ колоссального массива информации: более 60 000 популяций, принадлежащих 2362 видам животных и растений. Эти данные были собраны в 978 различных морских и наземных комплексах по всему миру. Критически важным условием было то, что мониторинг каждой популяции велся непрерывно на протяжении как минимум 20 лет, что позволило исключить случайные колебания и увидеть долгосрочные тренды.
Для понимания методологии важно разобраться в термине «ассамбляж». Это не просто группа особей одного вида, а совокупность нескольких видов из одной таксономической группы, сосуществующих в конкретном географическом месте в определенный период времени. Представьте себе ассамбляж птиц в тропическом лесу или ассамбляж рыб в коралловом рифе. Анализ данных именно на этом уровне позволяет систематически количественно оценивать изменения со временем. Такой подход дает уникальную возможность определять так называемых «победителей и проигравших» — виды, которые процветают или угасают на фоне продолжающихся глобальных изменений, будь то потепление океана или вырубка лесов.
Суть исследования заключалась в сопоставлении двух потоков данных. С одной стороны, ученые проанализировали тенденцию временной распространенности каждой отдельной популяции внутри этих ассамбляжей. С другой — они наложили эти графики на официальный статус риска вымирания каждого вида согласно классификации IUCN. Получившаяся картина оказалась сложной, но содержала один мощный и ясный сигнал. Выяснилось, что снижение численности популяций на местном уровне является надежным предвестником высокого риска полного исчезновения вида в будущем. При этом общая статистика выглядит довольно статично: менее 10% всех изученных популяций демонстрировали устойчивый рост или столь же резкое снижение своей распространенности, в то время как для подавляющего большинства показатели колебались вокруг стабильной отметки.
«Наши результаты подчёркивают важность мониторинга на уровне ассамбляжа в стратегиях сохранения и показывают ценность долгосрочных временных рядов, таких как в BioTIME», — отметила соведущий автор исследования доктор Фэй Мойес из Школы биологии Университета Сент-Эндрюса.
По сути, это означает, что наблюдение за общим состоянием сообщества может быть эффективнее, чем погоня за отдельными редкими видами.
Совместный ведущий автор Лаура Антан, работающая в Университете Турку в Финляндии, подчеркнула революционность подхода. Она пояснила, что команда впервые оценила наличие согласованного сигнала между динамикой популяций и статусом риска, используя общие данные мониторинга сообществ, а не редкие и дорогостоящие специализированные оценки отдельных видов. Обнаружение четкого сигнала о том, что снижение локальной распространенности обычно связано с повышенным риском вымирания, служит сильным доказательством того, что наука способна обнаруживать негативные воздействия даже для тех видов, которые сегодня еще не классифицируются как находящиеся под угрозой.
Однако исследователи подчеркивают, что взаимосвязь между местной численностью и глобальным статусом не всегда линейна. Они выявили сложные связи: некоторые популяции видов, уже находящихся под угрозой, могут иметь стабильные или даже растущие тенденции благодаря успешным мерам защиты. И наоборот, вполне благополучные на первый взгляд виды могут демонстрировать тревожное сокращение ареала. Именно поэтому лучшее понимание процессов, лежащих в основе таких изменений, крайне важно для улучшения прогнозов и выработки грамотных стратегий сохранения.
По словам профессора Энн Магурран, старшего автора исследования, выявленные временные тенденции могут служить индикаторами раннего предупреждения. Это поможет природоохранным организациям нацелиться на новые усилия по мониторингу и принять превентивные меры. Например, стабильная численность вида, официально признанного исчезающим, представляет особый интерес для ученых, так как указывает на эффективность текущих программ. В то же время выявление негативной динамики у видов, отсутствующих в списках риска, позволяет вовремя забить тревогу и предотвратить их попадание в категорию критических.
Завершая работу, профессор Мария Дорнелас обратила внимание на синергию больших данных. Поскольку задача оценки изменений биоразнообразия поистине огромна, и мы физически не можем вернуться в прошлое для сбора дополнительных сведений, необходимо использовать всю доступную информацию. Данное исследование наглядно демонстрирует, как можно объединить две крупные базы данных по биоразнообразию, имеющие лишь ограниченное пересечение, чтобы расширить наше понимание глобальных экологических процессов и дать человечеству шанс сохранить хрупкий мир живой природы.
Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications.
Изображение: Университет Сент-Эндрюс
