Реконструкция рациона питания в ледниковый период показывает распутывающуюся паутину жизни

Исследование, опубликованное в журнале Science, дает наиболее четкое представление о последствиях сокращения численности наземных млекопитающих в пищевых сетях за последние 130 000 лет.

“Хотя за это время вымерло около 6 процентов наземных млекопитающих, по нашим оценкам, исчезло более 50 процентов млекопитающих в пищевых сетях. А млекопитающие, численность которых, скорее всего, сокращается, как в прошлом, так и сейчас, являются ключом к сложности пищевой сети млекопитающих”, – делится эколог Эван Фрик, ведущий автор исследования.

Пищевая сеть содержит все связи между хищниками и их добычей в географической области. Сложные пищевые сети важны для регулирования популяций таким образом, что позволяют сосуществовать большему количеству видов, поддерживая биоразнообразие и стабильность экосистемы. Однако сокращение численности животных может ухудшить эту сложность, подрывая устойчивость экосистем.

Хотя сокращение численности млекопитающих является хорошо задокументированной чертой кризиса биоразнообразия – многие млекопитающие в настоящее время вымерли или сохранились на небольшой части своего исторического географического ареала – неясно, насколько эти потери ухудшили состояние мировой пищевой сети.

Чтобы понять, что было потеряно из пищевых сетей, связывающих наземных млекопитающих, Фрик возглавил группу ученых из США, Дании, Великобритании и Испании, используя новейшие методы машинного обучения для определения “кто кого съел” с 130 000 лет назад до наших дней. Фрик проводил исследование во время стажировки в Университете Райса и в настоящее время является научным сотрудником Массачусетского технологического института.

Используя данные современных наблюдений за взаимодействием хищника и жертвы, Фрик и его коллеги обучили свой алгоритм машинного обучения распознавать, как видовые признаки влияют на вероятность того, что один вид будет охотиться на другой. После обучения модель может предсказывать взаимодействие хищник-жертва между парами видов, которые не были непосредственно замечены.

“Этот подход может сказать нам, кто кого сегодня ест, с точностью до 90%. Это лучше, чем могли сделать предыдущие подходы, и это позволило нам смоделировать взаимодействие хищник-жертва для вымерших видов”, – рассказывают ученые.

По словам Фрика, исследование дает беспрецедентный глобальный взгляд на пищевую сеть, связывавшую млекопитающих ледникового периода, и на то, как выглядели бы пищевые сети сегодня, если бы саблезубые кошки, гигантские наземные ленивцы, сумчатые львы и шерстистые носороги все еще бродили рядом с выжившими млекопитающими.

Анализ изменений в пищевых сетях с течением времени показал, что пищевые сети по всему миру разрушаются из-за сокращения популяций животных.

“Моделирование показало, что пищевые сети наземных млекопитающих деградировали гораздо больше, чем можно было бы ожидать, если бы вымер случайный вид. Вместо устойчивости под давлением вымирания, эти результаты показывают отсроченный коллапс пищевой сети, вызванный селективной потерей видов, занимающих центральное место в пищевой сети”, – поясняют специалисты.

Исследование также показывает, что не все потеряно. Хотя вымирания вызвали примерно половину зарегистрированных сокращений в пищевой сети, остальное было связано с сокращением географических ареалов существующих видов.

“Восстановление этих видов в их исторических ареалах имеет большой потенциал, чтобы обратить вспять этот спад”, – отмечает Фрик.