Kaskadowe wymieranie. Zmianami klimatu jest zagrożonych znacznie więcej gatunków niż sądzono

Każdy gatunek w jakiś sposób zależy od innych. Niestety, nie rozumiemy zbyt dobrze tych sieci powiązań. By to zmienić, europejscy i australijscy naukowcy opracowali narzędzie umożliwiające modelowanie wzajemnych powiązań między gatunkami. Model relacji ekologicznych wskazuje, że o wiele więcej gatunków jest zagrożonych zmianami klimatu, niż wcześniej sądzono. Wiele gatunków zdolnych do przetrwania w cieplejszym świecie jest zależnych od innych, którym tych zdolności brak. W związku z tym będziemy mieli do czynienia ze współwymieraniem gatunków.

Nowe narzędzie opracowane przez europejskich i australijskich naukowców umożliwia modelowanie wzajemnie powiązanych strat gatunkowych. Obliczenia są zatrważające i pokazują, że kaskadowe wymieranie jest nieuniknione. Ziemia straci około 10 proc. swoich zwierząt i roślin do 2050 r., a do 2100 r. odsetek ten wzrośnie do 27 proc.

Dr Giovanni Strona z Uniwersytetu w Helsinkach i prof. Corey Bradshaw z Flinders University wykorzystali jeden z najpotężniejszych superkomputerów w Europie do stworzenia wirtualnej Ziemi wypełnionej równie wirtualnymi gatunkami. Uczeni zawarli w symulacji ponad 15 tys. sieci troficznych, czyli sieci zależności pokarmowych między różnymi gatunkami.

W ten sposób chcieli przewidzieć losy zwierząt i roślin, które mogą zniknąć z powodu zmian klimatu i przekształcania gruntów przez człowieka. Powstałe w ten sposób narzędzie przedstawia ponurą prognozę dla bioróżnorodności. Okazuje się ponad wszelką wątpliwość, że Ziemia jest w trakcie szóstego masowego wymierania (więcej na ten temat w tekście: Rozpoczęło się szóste masowe wymieranie gatunków - alarmują naukowcy).

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie "Science Advances" (DOI: 10.1126/sciadv.abn4345).

W nowym badaniu naukowcy przekonują, że dotychczasowe podejście do oceny wymierania było utrudnione przez nieuwzględnienie tzw. współwymierania, czyli zanikania gatunków wywołanego wymieraniem współzależnych gatunków.

- Pomyślmy o gatunku drapieżnym, który traci swoją ofiarę przez zmiany klimatyczne. Nie mając nic do jedzenia, drapieżnik wyginie. Albo wyobraźmy sobie pasożyta, który traci swojego żywiciela w wyniku wylesienia, albo roślinę kwitnącą, która traci swoich zapylaczy z powodu zbyt wysokiej temperatury. Każdy gatunek jest w jakiś sposób zależy od innych - mówi prof. Bradshaw.

Do tej pory naukowcy nie byli w stanie połączyć współistnienia różnych gatunków w skali globalnej. Dlatego też nie mogli oszacować, jak duże dodatkowe straty nastąpią w wyniku współwymierania. Istnieje wiele doskonałych analiz dotyczących różnych aspektów wymierania, takich jak bezpośredni wpływ zmian klimatu i utraty siedlisk na losy gatunków. Jednak badania te nigdy nie były łączone.

Rozwiązanie tego problemu przez dr. Stronę i prof. Bradshawa polegało na stworzeniu ogromnego modelu wirtualnej Ziemi. Następnie badacze wypełnili model wirtualnymi gatunkami, których wzajemne powiązania są dobrze znane. Kolejnym krokiem było ustawieniu w modelu Ziemi warunków rozpatrywanych w różnych scenariuszach globalnego ocieplenia do 2100 roku.

"Wirtualne" gatunki mogły również zasiedlać nowe regiony i przystosować się do zmieniających się warunków. Ich wyginięcie zależało od zmian klimatu lub przerwania łańcucha pokarmowego.

"Zaludniliśmy wirtualny świat od podstaw i zmapowaliśmy losy tysięcy gatunków, aby określić prawdopodobieństwo wystąpienia punktów krytycznych w rzeczywistości - wyjaśnia dr Strona. - Możemy ocenić adaptację do różnych scenariuszy klimatycznych i połączyć ją z innymi czynnikami – dodaje.

Dr Strona twierdzi, że do 2100 r. w wyniku koekstynkcji wymrze o ponad 30 proc. więcej gatunków, niż szacują inni naukowcy.

- Nasze badanie jest wyjątkowe, ponieważ uwzględnia również wtórny wpływ na bioróżnorodność, szacując efekt wymierania gatunków w lokalnych sieciach pokarmowych. Wyniki pokazują, że wzajemne powiązania pogarszają utratę różnorodności biologicznej do 184 proc. dla najbardziej podatnych gatunków w ciągu najbliższych 75 lat – mówi prof. Bradshaw.

- W porównaniu z tradycyjnymi podejściami do przewidywania wymierania, nasz model zapewnia szczegółowy wgląd w zmienność wzorców różnorodności gatunków reagujących na klimat, użytkowanie gruntów i interakcje ekologiczne. Dzieci urodzone dzisiaj, które dożyją 70 lat, będą świadkami zniknięcia dosłownie tysięcy gatunków roślin i zwierząt, od maleńkich orchidei i najmniejszych owadów, do zwierząt takich jak słoń i koala... wszystko to w ciągu jednego ludzkiego życia – przekonuje prof. Bradshaw.

Jeśli w społeczeństwie nie dokonają się poważne zmiany, to stoimy przed perspektywą utraty wielu gatunków znanych nam dzisiaj.

Źródło: Flinders University