Новый индекс указал на наиболее важные виды морской мегафауны

Ученые исследовали видовое разнообразие и функциональную уникальность морской мегафауны, а также определили последствия ее частичного вымирания в грядущем столетии. Выяснилось, что исчезновение видов, уже находящихся под угрозой, приведет к потере половины функций, осуществляемых внутри экосистем Мирового океана. В исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, авторы предложили новый индекс FUSE, который позволит точнее учесть экологические функции морских видов и расставить приоритеты в их охране.

К морской мегафауне относят организмы с массой более 45 килограммов. Эти биологические виды играют важнейшую роль в океанических экосистемах: поглощают огромные массы более мелких организмов, транспортируют питательные вещества через экскрецию и создают связи между удаленными экосистемами за счет миграции на большие расстояния. 

Несмотря на всестороннюю ценность морской мегафауны, она находится под угрозой вымирания в результате неконтролируемой эксплуатации человеком, утраты мест обитания, загрязнения океана и повышения температуры воды. По данным Международного союза охраны природы (МСОП) треть этих биологических видов уже на грани исчезновения из-за малой численности популяций и их фрагментации. Ранее ученые не давали четких прогнозов на тему того, как изменятся глобальные морские экосистемы в результате утраты мегафауны. Кроме того, многие научные исследования сосредоточены на видовом разнообразии, игнорируя функциональное разнообразие и концепцию экологических гильдий. Функции мегафауны в океане уникальны, и менее подвижные мелкие виды живых организмов их выполнять не смогут.

Ученые под руководством Каталины Пименто (Catalina Pimiento) из Университета Суонси разработали специальный индекс под названием FUSE (functionally unique, specialized and endangered), который позволяет количественно оценивать вклад отдельного вида в функционирование экосистемы и расставить приоритеты сохранения.

Авторы исследования создали обширную базу данных, включившую всех ныне живущих представителей морской мегафауны (334 биологических вида). Затем ученые смоделировали два сценария вымирания в глобальном и региональном масштабах. Первый из них (IUCN 100) основан на оценочной вероятности вымирания каждого вида в течение следующих 100 лет с учетом их охранного статуса в МСОП. Второй сценарий (IUCN AT) предполагает вымирание всех находящихся под угрозой исчезновения видов.

Прогнозируемые изменения в глобальном разнообразии по сценариям вымирания IUCN 100 и IUCN AT. A и B показывают утрату видовой и функциональной уникальности; С — изменение количества уникальных экологических функций. Скрипичные диаграммы показывают значения, полученные в результате потери случайных видов. Значения р для всех парных сравнений (эмпирические данных в коробках сравниваются с рандомизированными данными в скрипичных диаграмма)

Согласно расчетам, самые худшие последствия ожидают акул: по сценарию IUCN 100 они потеряют 19 процентов видового разнообразия, а в соответствии с IUCN AT вероятность их полного вымирания составляет 62 процента. В таком случае ожидается ущерб их функции верховных хищников, оцениваемый в 87 процентов.

Далее ученые объединили показатели уникальности видов и уникальности функций в один индекс — FUSE. Наиболее высокие баллы FUSE набирают виды, функции которых наиболее уникальны, а популяции могут быть легко повреждены в силу разрозненности, малого количества подходящих мест обитания или их разрушения.

Вклад представителей мегафауны в функциональное разнообразие и их текущий статус сохранения. Столбцы представляют средние значения для каждого вида по всем изменениям. A — функциональная уникальность, (B) — видовая уникальность, (C) — баллы по индексу FUSE.

Пять наиболее высоких индексов у зеленой морской черепахи (Chelonia mydas), Золотого карпа Жюльена (Probarbus jullieni), дюгоня (Dugong dugong), морской выдры (Enhydra lutris) и гигантского моллюска (Tridacna gigas). Не все эти виды находятся на грани вымирания прямо сейчас, но именно они однозначно заслуживают самого высокого приоритета защиты.
Авторы исследования продемонстрировали преимущества функционального подхода к морской мегафауне по сравнению с классической оценкой видового разнообразия. Предложенный ими индекс FUSE поможет специалистам по природопользованию и охране окружающей среды. Исследователи считают, что пока исчезло не так много представителей мегафауны, и еще есть время наладить процессы мониторинга экосистем и сохранения их функциональной структуры.