Рукотворное шестое массовое вымирание и антропоцен - акулы приняли на себя первый удар

Опубликованное в научном журнале Science Advances исследование показало, что морская мегафауна, включая больших белых акул и китовых акул, подвергается большому риску из-за последствий изменения климата и загрязнения человеком их местообитаний.

К морской мегафауне относятся крупные обитатели морей и океанов, масса тела которых превышает 45 килограммов. Это и акулы, и киты, и черепахи, и белые медведи, а также императорские пингвины.

В докладе отмечается, что этим крупным водным животным угрожает целый ряд факторов, включая потепление океанов, потерю среды обитания и загрязнение окружающей среды. Вместе взятые, эти факторы уже вызвали серьёзное сокращение численности популяций и локальному вымиранию в прошлом веке.

Согласно полученным результатам, каждое пятое крупное морское животное в мире может вымереть в ближайшие 100 лет - морская мегафауна больше всего подвержена риску изменения климата, и к 2120 году 18% всех видов Мирового океана могут быть навсегда утрачены.

Этот показатель может вырасти до 40% по истечении данного срока, если нами будут потеряны все находящиеся в настоящее время под угрозой исчезновения виды морской мегафауны.

Функциональное разнообразие морской мегафауны в антропоцене

Исследование с названием "Functional diversity of marine megafauna in the Anthropocene" провела международная группа учёных из Великобритании, Франции, Швеции, США и Дании.

Они изучили функциональные признаки видов морской мегафауны, чтобы лучше понять экологические последствия их исчезновения при различных сценариях будущего.

Учёные обнаружили, что сильнее всего пострадают акулы, что нанесёт наибольший ущерб экологии Мирового океана в плане "функционального богатства".

Согласно полученным данным к числу видов, которым грозит полное вымирание в течение следующего столетия, относятся большие белые акулы и китовые акулы.

Специалисты пояснили, что функциональное богатство - это совокупная степень экологической роли в сообществе, которую играют конкретные виды мегафауны, прямым образом оказывая влияние на экосистемы.

В исследовании учёные задаются вопросами, как исчезновение крупных морских видов повлияет на экологическое состояние океанских экосистем, какую роль будут выполнять оставшиеся виды, смогут ли они выжить в сложившихся условиях, по каким принципам Природа будет регулировать эти условия для поддержания равновесия и есть ли в её арсенале резервные возможности для этого.

То есть, кризис шестого массового вымирания ставит перед учёными задачу эффективнее измерять биологическое разнообразие и его количественные функции для понимания, как исчезновение различных видов морской мегафауны повлияет на общее разнообразие жизни на Земле.

Взяться за это исследование учёных побудил тот факт, что современная человеческая деятельность приводит к потере всё большего числа видов.

Считается, что в океанах самые крупные животные играют важнейшую экологическую роль, а также сталкиваются с высоким уровнем угрозы со стороны антропогенных факторов, таких как интенсивная промысловая деятельность и изменение климата.

Команда специалистов стремилась выйти за рамки традиционного вымирания видов, чтобы выяснить диапазон ролей, которые выполняют виды, и как биоразнообразие может варьироваться при различных сценариях вымирания.

Учёные ввели новый коэффициент полезности каждого вида для Природы

Размер представителя мегафауны, его рацион и перемещения в своей среде определяют экологические функции вида. Благодаря этим функциям и поддерживаются в равновесии экосистемы.

Виды мегафауны играют ключевую роль в экосистемах, включая потребление большого количества биомассы, транспортировку питательных веществ и биоорганизмов через места обитания, соединяя таким образом океанские экосистемы для их взаимодействия, поддержание в равновесном состоянии своей среды обитания.

Таким образом, числовое измерение этих признаков для каждого вида позволит учёным количественно оценить их вклад в экосистемы и прогнозировать потенциальные последствия их исчезновения.

Под руководством доктора Каталины Пимиенто из Университета Суонси в Великобритании учёные впервые собрали набор признаков на уровне всех известных видов морской мегафауны, чтобы понять степень экологических функций, которые они выполняют в морских системах.

Введённый ими показатель сохранения видов "индекс FUSE" (функционально уникальный, специализированный и находящийся под угрозой исчезновения вид), измеряемый в баллах, определяет виды в зоне риска исчезновения, имеющие особое значение для функционального разнообразия.

По их мнению обновлённое внимание к высокоэффективным видам обитателей океана поможет поддерживать на приемлемом уровне экологические функции, обеспечиваемые морской мегафауной.

Полученные результаты показали широкий спектр функциональных признаков, присущих морской мегафауне, а также то, как нынешний кризис массового вымирания может повлиять на функциональное разнообразие.

Если нынешние темпы сокращения популяций сохранятся, то в следующие 100 лет мы можем потерять в среднем 18% видов морской мегафауны, что приведёт к потере 11% от всего объёма экологических функций, которые выполняются всеми обитателями Мирового океана.

Кроме того, если бы все виды, находящиеся в настоящее время под угрозой исчезновения, вымерли, то мы потеряли бы 40% видов и 48% всего объёма экологических функций.

По прогнозам учёных больше всего пострадают акулы, причём потери важных экологических функций значительно превышают те, которые закладывались при случайных вымираниях.

Иными словами, некоторые категории животных, такие как акулы, несут в себе более важные и первостепенные функции для экосистем, поэтому потеря определённых видов будет вызывать слишком непропрорциональный удар по экологическому благополучию Мирового океана.

Чтобы лучше понять последствия надвигающихся потерь, мы составили набор данных, основанный на функциях всех известных живых представителей морской мегафауны - всего 334 вида, - поясняют исследователи.

Затем смоделировали два сценария вымирания - один, основанный на оценочной вероятности вымирания для каждого вида в течение 100 лет, учитывая их текущий статус МСОП; и другой, который предполагает вымирание всех видов, находящихся в зоне риска исчезновения согласно МСОП.

(Красный список МСОП является наиболее полным в мире перечнем глобального охранного статуса биологических видов).

Анализ данных показал, что акулы могут пострадать сильнее всего, понеся большие прогнозируемые потери в "нишевом пространстве", которое не может быть заполнено другими видами.

При воспроизведении симуляций вариантов массового вымирания учёные хотели получить данные, которые позволят ответить на вопрос - останутся ли ещё виды, способные выполнять аналогичную экологическую роль?

Акулам снова достанется от людей - прогнозы шестого массового вымирания

С помощью своей новой метрики FUSE Каталина Пимиенто и доктор Джон Гриффин, соавтор исследования, смогли идентифицировать виды, которые вносят наибольший вклад в поддержание функционального разнообразия, имея наиболее отчётливые экологические роли.

Акулы были признаны одной из наиболее недооценённых и пострадавших от деятельности человека групп.

Мы уже знали, что акулы - это одна из самых уязвимых категорий мегафауны в океане, - говорят авторы исследования.

Они подвержены большому риску из-за своих крупных размеров и низкой репродуктивной способности - длительного периода вынашивания потомства и позднего срока достижения половой зрелости.

Наши результаты показывают, что ожидаемое в ближайшее время вымирание будет селективным по отношению к наиболее функционально уникальным и специализированным видам акул, что приведёт к большим прогнозируемым потерям.

Почти во всех симуляциях вариантов массового вымирания, а их было проведено около 1000, китовые акулы вымерли. Большие белые акулы в некоторых сценариях продержались дольше китовых акул, а в остальных - были навсегда потеряны.

Китовая акула является гигантским животным-фильтратором, поедающим большой объём планктона и мелких водных организмов, - комментируют результаты симуляций шестого массового вымирания учёные.

Это подвижный хищник, поэтому он требует большое количество еды. Китовые акулы совершают длительные миграции, транспортируя на большие расстояния биологический материал.

Большая белая акула - это крупный и активный мигрирующий хищник, который регулирует и оздоравливает популяции своих жертв.

И складывающиеся условия в их среде обитания наносят этим хищникам непоправимый урон, от которого они могут не восстановиться.

Большая белая акула может не пережить шестое массовое вымирание по аналогии с Мегалодоном

Как отмечает природоохранная организация MarineBio Conservation Society, большая белая акула является одним из самых крупных хищников в океане и имеет самый широкий географический охват среди всех морских животных, обитающих во всех холодных умеренных и тропических водах.

Хотя когда-то считалось, что они живут в основном в прибрежных районах, последние исследования с помощью спутникового слежения показывают, что хищницы могут мигрировать на большие расстояния, иногда во время путешествий пересекая целые океаны.

И эти акулы становятся всё более редкими во всех областях их ареала обитания. Новое исследование показывает, что в ближайшие десятилетия они подвергнутся ещё большему риску исчезновения.

Акулы уже сейчас претерпевают значительные сокращения популяций и локальные вымирания во многих регионах Мирового океана, - говорят исследователи. - То есть, первыми попали под удар шестого массового вымирания на планете.

Эти хищники являются долгоживущими и приносят мало потомства, и, к тому же, являются деликатесом в некоторых частях мира и сталкиваются в конкурентной борьбе с человеком за свою территорию.

Данные факторы делают их особенно восприимчивыми к вымиранию.

Многие виды акул играют уникальную и незаменимую роль в экосистемах, поэтому их гибель может привести к катастрофическим последствиям.

Но есть и хорошая новость, которая заключается в появившейся возможности выявлять ключевые виды, которые несут в себе наиболее ценную функциональную роль в природе, и сосредоточиться на спасении этих видов - дать возможность определённой части акул выжить в глобальном природном кризисе.

Да, иногда сохранение Мирового океана может выглядеть как игра в сортировку - наука помогает нам понять, какие виды мы не можем позволить потерять, чтобы не стало ещё хуже.

Дуглас МакКоли, морской биолог в Институте морских наук Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, сравнил потенциальное вымирание с нынешней пандемией коронавируса, поразившей мир.

По его словам, есть такие обитатели, как акулы, которые выполняют уникальные экологические функции, и если они исчезнут, это будет иметь разрушительные последствия для всей Мировой экосистемы.

Допустим, пандемия поразила вашу страну, - поясняет Дуглас.

Вам захочется узнать общее количество смертей, вызванных трагедией. Но что, если пандемия особенно затронула тех людей, которые занимаются уникальной специфической и жизненноважной для каждого жителя деятельностью.

В этом случае вы хотели бы узнать, о каких сферах идёт речь, а также как данная ситуация повлияет на общество.

Если бы пандемия непропорционально затронула работников водоканала и врачей, роли которых по очистке и оздоровлению в экосистемах выполняют акулы, мы бы хотели, чтобы заранее были предприняты все возможные меры по защите этой категории работников во избежание очень неприятных последствий для каждого из нас.

Смотреть видео - ТОП-5 массовых вымираний на нашей планете:

Спасти или добить? Ближайшие 100 лет покажут, кем на самом деле является человек для планеты

Наша предыдущая работа привела нас к пониманию, что морская мегафауна ранее пережила необычайно интенсивный период вымирания, поскольку уровень Мирового океана колебался несколько миллионов лет назад, - рассказывает Каталина Пимиенто.

А новое исследование показывает, что сегодня уникальная и разнообразная экологическая роль морской мегафауны сталкивается с ещё большей угрозой - со стороны человеческого воздействия.

Учитывая глобальный кризис вымирания, важнейший вопрос заключается в том, в какой степени природа сможет задействовать резервную систему. В случае вымирания останутся ли ещё виды, способные выполнять аналогичную экологическую роль?

Поскольку до настоящего времени лишь немногие виды мегафауны уже были доведены до вымирания, у человечества ещё есть время реанимировать виды, находящиеся на грани исчезновения, и попытаться помочь Природе сбалансировать разваливающуюся на глазах экосистему Мирового океана.

Если мы теряем какие-то виды, то мы теряем и их уникальные экологические функции, - говорит доктор Джон Гриффин, соавтор исследования.

Это значит, что нам необходимо действовать прямо сейчас, чтобы уменьшить растущее влияние антропогенного фактора на морскую мегафауну, включая изменение климата, и одновременно способствовать восстановлению популяций с помощью существующих методик управления морскими ресурсами.

В чём заключается грядущее шестое массовое вымирание?

Исследователи утверждают, что Земля переживает "рукотворное" шестое массовое вымирание с "биологическим уничтожением" дикой природы.

За свою историю мир пережил 5 массовых вымираний, и эксперты поясняют, что сейчас мы наблюдаем ещё одно.

Согласно предыдущим исследованиям "биологическое уничтожение" дикой природы в последние десятилетия вызвало шестое массовое вымирание и его результаты красноречиво показывают, что планета движется к "глобальному кризису".

Учёные предупреждают, что в этом событии виновато ненасытное потребление человечества и бессмысленное уничтожение других обитателей планеты, которое породило первое крупное вымирание со времён динозавров: за последнее столетие в среднем каждый год на нашей планете вымирает по 2 вида позвоночных.

В настоящее время около 41% видов земноводных и более четверти млекопитающих находятся под угрозой исчезновения.

По оценкам, на нашей планете насчитывается 8,7 миллиона видов растений и животных, и около 86% наземных видов и 91% морских видов остаются до сих пор неизученными.

Из тех, что нам известны, 1204 вида млекопитающих, 1 469 видов птиц, 1 215 видов рептилий, 2100 видов земноводных и 2 386 видов рыб считаются находящимися под угрозой исчезновения.

Также под угрозой исчезновения находятся 1414 видов насекомых, 2187 видов моллюсков, 732 вида ракообразных, 237 видов кораллов, 12505 видов растений, 33 гриба и 6 видов бурых водорослей.

Более 25 тысяч видов из 91523, оценённых для обновления "Красного списка" в 2017 году, были классифицированы как "уязвимые".

Количество беспозвоночных, находящихся в опасности, также достигло своего максимума.

Учёные предсказывают, что насекомые могут вымереть в течение 100 лет в результате сокращения своей популяции.

Начало шестого массового вымирания совпадает с наступлением антропоцена - геологического возраста, определяемого деятельностью человека, оказывающего доминирующее влияние на климат и окружающую среду (точка необратимого изменения всей планеты вследствие избыточной человеческой деятельности).

Смотреть видео - Шестое массовое вымирание на планете:

Введение к исследованию "Функциональное разнообразие морской мегафауны в антропоцене" (перевод с английского)

Морская мегафауна состоит из всех крупных организмов массой тела более 45 кг, обитающих в прибрежных водах и открытых океанах, включая хрящевых рыб (акул и скатов), костистых рыб, млекопитающих (китов, тюленей, морских коров и белых медведей), рептилий (морских черепах), морских птиц (например, императорских пингвинов) и некоторых видов моллюсков (кальмаров и осьминогов).

Мегафауна влияет на экосистемы океана путём потребления большого количества биомассы; транспортировки питательных веществ внутри и между местами обитания через экскрецию; соединения океанских экосистем посредством миграции на большие расстояния; и физического изменения мест обитания путём питания, передвижения и смертности.

Кроме того, морская мегафауна включает в себя множество уникальных видов, которые имеют важное социальное, экономическое и культурное значение. Несмотря на свою огромную экологическую и социальную ценность, морская мегафауна в настоящее время находится под угрозой эксплуатации человеком, потери среды обитания, загрязнения и потепления океана, что в совокупности привело к сокращению численности популяций и локальному вымиранию многих видов в течение всего прошлого столетия.

Учёные уже давно сосредоточили внимание на видовом разнообразии как на барометре целостности экосистем и успешности природоохранных инициатив.

Однако экология вида не обязательно определяется его номенклатурой, а скорее его функциональными особенностями.

Такие характеристики, как размер тела, пищевое поведение и мобильность, в целом определяют, что, как и где приобретаются, потребляются и транспортируются ресурсы.

В свою очередь, разнообразие признаков (функциональное разнообразие) в сообществах диктует способность этих сообществ заполнять разнообразные ниши, ассимилировать энергию и передавать её внутри и между экосистемами, а также усиливать и стабилизировать экосистемные процессы.

Кроме того, функциональные признаки дифференцируют виды по степени их экологической избыточности или уникальности независимо от таксономической принадлежности.

Таким образом, измерение функционального разнообразия позволяет нам обобщить функциональный вклад видов в экосистемы и рассмотреть потенциальные экологические последствия их вымирания.

В то время как наземная мегафауна подверглась широко распространённому антропогенному вымиранию в доисторическую эпоху позднего четвертичного периода, большая часть морской мегафауны сохранилась до исторических времён.

Однако в последние несколько столетий индустриализация китобойного промысла и рыболовства привела к функциональному вымиранию (то есть, к экстремальному сокращению численности популяций, локальному вымиранию), а также к глобальному вымиранию определённых видов.

Несмотря на восстановление некоторых популяций после мораториев на промысел, чрезмерная эксплуатация остаётся главной угрозой для морской мегафауны (и даже для многих более мелких морских таксонов).

Сегодня одна треть видов морской мегафауны, оценённых Международным союзом охраны природы (МСОП), находится под угрозой исчезновения из-за их редкости, темпов сокращения численности, размера популяции, площади географического распространения и степени фрагментации популяции.

Вопрос о том, как исчезновение этих видов может повлиять на функциональное разнообразие морской мегафауны и их потенциал для поддержания глобальных экологических процессов, ещё предстоит оценить.

Теоретически, функциональное разнообразие мегафауны может быть устойчиво к некоторой степени вымирания, если оставшиеся виды имеют сходные признаки (или комбинации признаков).

Однако даже в этом случае вымирание уменьшило бы эффективность этих более похожих, относительно "избыточных" видов, что увеличило бы уязвимость экосистемы к дальнейшим потерям.

Изучение прошлых событий массового вымирания показывает, что функциональное разнообразие морской мегафауны весьма чувствительно к вымираниям в глобальном масштабе.

Кроме того, регионы с более низким видовым богатством, например, близкие к полюсам, могут оказаться особенно уязвимыми к потере видов и последующим изменениям в экосистемных процессах.

Учитывая ускоряющиеся темпы вымирания в современных океанах, документирование региональных и глобальных моделей функциональной избыточности среди морской мегафауны является, таким образом, важнейшим шагом на пути к прогнозированию потенциальных последствий будущих вымираний для океанических экосистем и определению приоритетов для видов, представляющих особый интерес для сохранения.

В исследовании мы объединяем функциональные признаки и статус риска вымирания каждого вида мегафауны в океане, чтобы предсказать потенциальные функциональные последствия, связанные с их исчезновением, и выявить уязвимые виды, которые вносят несоразмерно большой вклад в функциональное разнообразие.

Для этого мы сначала собираем набор данных о характеристиках на уровне видов для всех известных ныне существующих среди морской мегафауны (n = 334 вида), чтобы охарактеризовать текущую структуру их функциональных мест.

Затем мы моделируем будущие сценарии вымирания и количественно оцениваем влияние потенциальных потерь видов на функциональное разнообразие мегафауны в глобальном и региональном масштабах.

Наконец, мы вводим новый индекс для информирования о приоритетах сохранения видов. Наши результаты показывают широкий спектр функциональных особенностей, демонстрируемых морской мегафауной, а также то, как нынешний кризис вымирания может повлиять на функциональное разнообразие этой знаковой группы животных - со всеми вытекающими из этого последствиями для человечества (экологическими, социальными и экономическими).