Природні екосистеми можуть бути значно менш стійкими до зникнення окремих видів, ніж вважалося раніше. Масштабне міжнародне дослідження показало: що більше різноманіття живих організмів, то більше користі люди отримують від природи — від запилення рослин і очищення води до захисту врожаїв від шкідників та поглинання вуглекислого газу.
Результати ставлять під сумнів поширене припущення, що різні види часто можуть замінювати один одного, а зникнення кількох із них майже не впливає на роботу екосистем. Насправді природні «запасні плани» можуть бути обмеженими, а втрата біорізноманіття — поступово послаблювати важливі для людства природні процеси.
Дослідження провели науковці з Королівського коледжу Лондона та Імперського коледжу Лондона у співпраці з Музеєм природознавства та Інститутом Алана Тюрінга. Результати опублікували в журналі Nature Ecology & Evolution.
Чому зникнення видів має значення
У природі різні організми нерідко виконують схожі функції. Наприклад, запилювати рослини можуть різні комахи, а регулювати чисельність шкідників — кілька видів хижаків. Звідси виникла концепція функціональної надлишковості: якщо один вид зникає, інший нібито може перебрати на себе його роль.
Однак новий аналіз свідчить, що така взаємозамінність не завжди працює. Навіть якщо кілька видів виконують схожі функції, кожен додатковий вид може робити власний внесок у загальний результат. Тому втрата біорізноманіття здатна поступово зменшувати користь, яку екосистеми забезпечують людям.
Щоб перевірити це припущення, дослідники об’єднали дані 423 наукових робіт — загалом 222 829 окремих спостережень. Вони охопили наземні, прісноводні, морські та прибережні екосистеми, зокрема естуарії — місця, де річкова вода змішується з морською.
Науковці проаналізували 23 категорії екосистемних послуг і природних функцій. У більшості випадків користь зростала разом із біорізноманіттям і не досягала плато після появи лише невеликої кількості видів. Інакше кажучи, додаткове різноманіття продовжувало мати значення.
Які природні послуги опиняються під загрозою
Біорізноманіття підтримує багато процесів, від яких безпосередньо залежить життя людей. Серед них — запилення сільськогосподарських культур, природне регулювання чисельності шкідників, очищення води та накопичення вуглецю.
Якщо чисельність або різноманіття організмів зменшується, відповідні природні функції можуть слабшати. Це не означає, що кожне зникнення виду автоматично спричиняє помітні наслідки для людей. Вплив залежить від того, яку роль виконує конкретний організм, які види залишаються в екосистемі та наскільки вона здатна пристосовуватися до змін.
Водночас результати дослідження показують, що не варто розраховувати на універсальну взаємозамінність видів. Захист природи потребує збереження не лише окремих організмів, а й різноманіття екологічних зв’язків.
Дослідники виявили й винятки. Наприклад, зв’язок між біорізноманіттям і захистом узбережжя від повеней та ерозії загалом був слабшим. Такі функції часто значною мірою залежать від окремих ключових видів — наприклад, рослин, коріння яких закріплює пісок у дюнах.
Це означає, що природоохоронні заходи мають враховувати дві речі: загальне різноманіття живих організмів і особливу роль видів, від яких критично залежать певні екосистемні процеси.
Океан і поглинання вуглецю: несподіваний результат
Найсильніший зв’язок між біорізноманіттям і досліджуваними природними послугами науковці виявили для морського поглинання вуглецю. Йдеться про процеси, завдяки яким вуглекислий газ із атмосфери потрапляє в океан і частково зберігається у воді та донних відкладах.
Морські організми відіграють важливу роль у переміщенні вуглецю. Фітопланктон поглинає його під час фотосинтезу, а харчові мережі допомагають переносити вуглець у глибші шари океану. У прибережних середовищах, зокрема мангрових лісах і солоних болотах, рослинність та ґрунти також можуть накопичувати значні запаси вуглецю.
Результати дослідження вказують, що різноманітні морські спільноти можуть мати особливе значення для цих процесів. Втрата видів потенційно здатна послабити внесок океану в регулювання клімату.
Проте тут потрібна обережність: найвиразніший результат отримали на основі порівняно невеликої кількості наборів даних. Тому дослідники вважають морське поглинання вуглецю одним із напрямів, які потребують подальшого вивчення. Поки що не можна впевнено визначити, наскільки саме втрата певної кількості видів зменшить здатність океану накопичувати вуглець.
Як втрата біорізноманіття може вплинути на врожаї
Ще один напрям роботи стосувався природного контролю сільськогосподарських шкідників. У багатьох екосистемах їхню чисельність обмежують хижаки та інші організми, які забезпечують фермерам природну допомогу без додаткових витрат на спеціальні заходи.
Науковці поєднали зібрану базу даних із прогнозами змін біорізноманіття для різних соціально-економічних сценаріїв, які використовують у кліматичних дослідженнях. Модель передбачила, що за сценарію розвитку, більш залежного від викопного палива, природний захист сільськогосподарських культур від шкідників слабшатиме.
За прогнозами авторів, найбільші втрати можуть відчути країни зі швидким зростанням населення та нижчим рівнем економічного розвитку. Це потенційно створює додаткові труднощі для продовольчої безпеки, особливо там, де фермери мають обмежені ресурси для заміни природних механізмів захисту іншими методами.
Важливо, однак, розрізняти прогноз моделі та вже зафіксовані наслідки. Результат описує можливий розвиток подій за певних сценаріїв, а не неминуче майбутнє для всіх країн.
Чому збереження природи потребує нового підходу
Дослідження показує, що цінність біорізноманіття не обмежується самим існуванням різних видів. Воно підтримує природні процеси, які забезпечують людство їжею, чистою водою та іншими необхідними ресурсами, а також допомагають регулювати клімат.
Тому зникнення видів може мати наслідки, що виходять далеко за межі окремих екосистем. Втрата запилювачів впливає на рослини, зміни в харчових мережах — на регулювання шкідників, а порушення морських екосистем — потенційно на кругообіг вуглецю.
Створена дослідниками база даних охоплює 23 категорії екосистемних послуг, а її результати й прогнози доступні для подальшого використання в плануванні та розробці природоохоронної політики.
Головний висновок учених полягає в тому, що природа не завжди має достатньо «резервних механізмів», аби без наслідків компенсувати втрату видів. Збереження біорізноманіття важливе не лише для захисту дикої природи, а й для підтримання систем, від яких залежать продовольча безпека, водні ресурси та стабільність клімату.