Ученые НИИ ББ и центра «БиоКлимЛанд» ТГУ в рамках гранта РФФИ изучают изменение видового разнообразия растений в условиях экстремализации местообитаний в горах Алтая и Арктике. Полученные данные подтверждают гипотезу ученых о том, что в случае серьезного нарушения экосистемы виды, оказавшиеся в тяжелых условиях, начинают сотрудничать между собой.
– Исчезновение одних видов и появление других – вполне закономерная вещь, которая происходит на планете на протяжении многих тысячелетий, – говорит научный сотрудник НИИ ББ и центра «БиоКлимЛанд» Игорь Волков. – В среднем вид живет один миллион лет, за этот отрезок времени эволюция успевает выработать ему замену. Проблема заключается в том, что в последнее время сокращение видов идет чрезвычайно быстро. По некоторым оценкам, оно в 200 раз опережает естественные темпы, поэтому крайне важно понять причины происходящего и принципы их влияния на естественные процессы формирования биоразнообразия.
Как отмечают биологи, природа просто не успевает приспособиться к столь быстрому темпу и включить адаптационные механизмы. Есть предположение, что причиной нарушения баланса экосистем может служить деятельность человека, а именно влияние промышленности. Чтобы выяснить, виноват ли антропогенный фактор, ученые ведут сравнительный анализ процессов, происходящих на разных территориях, в том числе и «чистых». Игорь Волков и его коллеги исследуют видовое и биморфологическое разнообразие растительности Арктики (полуострова Таймыр и Гыданский) и Горного Алтая. Данные регионы были выбраны не случайно.
– На равнинах процессы, по которым можно оценивать изменения, растягиваются на огромные пространства, поэтому они не настолько наглядны, – говорит руководитель научного проекта директор центра «БиоКлимЛанд» ТГУ Сергей Кирпотин. – В высокогорье все предельно компактно и обозримо. К тому же высокогорные системы более уязвимы, на изменения окружающей среды они реагируют очень чутко. Для нас важно посмотреть и сравнить, что происходит на разных территориях в условиях изменения климата и глобальной нестабильности экосистемы.
Исследования показали, что изменения высокогорных экосистем Алтая идут максимальными темпами. Особенно это характерно для приледниковой зоны, где этот процесс, связанный с потеплением климата, усиливается быстрым таянием ледников. В результате уменьшается их охлаждающее действие на прилегающие экосистемы.
Не менее интересно то, что при уменьшении количества видов и приближении их к пределу существования в растительных сообществах увеличивается количество жизненных форм. Оказавшись на пределе распространения, эти сообщества (фитоценозы) компенсируют убывание видов увеличением функционального разнообразия, что проявляется во внешнем строении растения, которое отражает стратегию его адаптации к суровым условиям.
Одним из важных факторов, установленных в ходе исследований, является сотрудничество видов, оказавшихся в сложных условиях. Так, например, подушковидные растения (толстянки, камнеломки) играют роль «нянек» для других растений. Они имеют большое значение в создании ключевых точек локального биоразнообразия высших сосудистых растений, мхов и лишайников в высокогорьях, создавая укрытия от экстремальных воздействий климата и накапливая почву.
В 2018 году ученые продолжат свои исследования. В частности, с помощью термодатчиков, установленных недавно в районе Мультинских озер (Горный Алтай), они проанализируют температурные изменения в альпийских экосистемах с ростом высот. Помимо этого, исследователи продолжат изучать особенности альпийских и полярных экосистем с целью понимания фундаментальных причин формирования их биоразнообразия и прогноза его изменения в условиях глобальной трансформации климата.
Добавим, что результаты исследований, которые осуществляются при поддержке проекта РФФИ (15-29-02599), важны с точки зрения моделирования изменений биоразнообразия и прогноза этих процессов на будущее.