Біорізноманіття не завжди підвищує стабільність екосистем

Нове дослідження, опубліковане в журналі PNAS Nexus, ставить під сумнів загальноприйняте твердження про прямий зв’язок між біорізноманіттям та стабільністю екосистем, демонструючи, що в мікробних спільнотах цей взаємозв’язок залежить від екологічних умов та може навіть бути негативним під впливом стресових факторів.

Методологія та ключові експериментальні підходи

Дослідницька група під керівництвом Юнфенга Яна застосувала контрольовані лабораторні експерименти для перевірки гіпотези. Науковці створили експериментальні мікробні спільноти різного рівня різноманіття. Кількість видів протеобактерій у досліджуваних спільнотах варіювалася від одного до шістнадцяти. Це дозволило системно вивчити вплив біорізноманіття на функціонування мікробних екосистем.

Експерименти проводилися в трьох різних умовах середовища. Перша група мікробних спільнот розвивалася в контрольних умовах без стресових факторів. Друга група була піддана харчовому стресу (голодування). Третя група зазнавала впливу сольового стресу через підвищену концентрацію солей.

Дослідники використовували високоточні вимірювання з 30-хвилинними інтервалами. Спостереження тривали протягом 12 днів, що забезпечило детальний моніторинг динаміки мікробних спільнот. Вчені відстежували кілька ключових показників функціонування екосистеми, зокрема максимальну питому швидкість росту, максимальну врожайність, рівень смертності та міжвидові взаємодії.

Неоднозначні результати та їхнє тлумачення

Результати дослідження виявилися неоднозначними та залежними від умов середовища. У контрольних умовах традиційна гіпотеза підтвердилася. Вищий рівень різноманіття дійсно корелював з вищими темпами росту та підвищеною стабільністю мікробних спільнот. Ці спостереження узгоджуються з подібними дослідженнями рослин і тварин.

Однак під впливом стресових факторів картина суттєво змінювалася. При голодуванні або високій солоності середовища позитивний зв’язок між різноманіттям і функціонуванням екосистеми зникав. Особливо цікавим виявився факт, що за умов харчового стресу вищий рівень різноманіття був пов’язаний із підвищеним рівнем смертності. Це прямо суперечить традиційним уявленням про переваги біорізноманіття.

Ці результати змушують переосмислити загальноприйняті екологічні концепції. Автори дослідження припускають, що не існує єдиного узагальненого зв’язку між різноманіттям і функціонуванням або стабільністю екосистеми. Взаємозв’язок між цими параметрами може суттєво варіюватися залежно від типу організмів та умов середовища.

Значення для екології та охорони природи

Дослідження мікробних спільнот має особливе значення для розуміння глобальних екологічних процесів. Мікроорганізми складають більшу частину життя на Землі та відіграють вирішальну роль у багатьох біогеохімічних циклах планети. Тому розуміння динаміки мікробних екосистем важливе для прогнозування глобальних екологічних змін.

Ці висновки мають важливі наслідки для природоохоронної політики. Хоча захист біорізноманіття залишається важливим з етичних міркувань, аргументація щодо його ролі в підтримці здоров’я екосистем потребує більш нюансованого підходу. У певних умовах підвищене біорізноманіття може навіть негативно впливати на стабільність екосистеми.

Результати дослідження підкреслюють необхідність контекстуального розуміння ролі біорізноманіття. Стратегії збереження природи мають враховувати специфічні умови середовища та особливості різних груп організмів. Універсальний підхід, що припускає завжди позитивний вплив різноманіття на функціонування екосистем, може бути невиправданим, особливо в умовах екологічних стресів.