«Жизненные подсказки» в глубокое время«Нет никакого реального прецедента для того, что происходит с нашей планетой в данный момент», говорит Рупнэрайн, который создал в соавторстве исследование с Кеннетом Ангилчиком, доктором философии, Полевого Музея Чикаго. «Мы не можем изучить новейшую историю и найти этот конкретный коктейль ускоренного изменения климата, разрушения среды обитания и глобального исчезновения. Мы можем, однако, исследовать случаи чрезвычайных кризисов в отчете окаменелости – взгляд далекой спины вовремя, чтобы восстановить то, что произошло, и как экосистемы ответили».Как Куратор Геологии, Рупнэрайн приучен к размышлению в «глубокое время» – геологическая ссылка на обширный, период многомиллионного года, который некоторые ученые используют, чтобы распутать тайны от предчеловеческого существования Земли. Прошлые исчезновения и волнения климата могут испытать недостаток в человеческих факторах, ведя сегодняшние явления, но Рупнэрайн говорит, что те периоды «содержат жизненные подсказки» о способах, которыми естественные сообщества отвечают на кризисы и восстанавливают.
«Проблема с исследованием исчезновений, которые произошли больше чем 200 миллионов лет назад, состоит в том, что есть недостаточно окаменелости или другие геологические доказательства, чтобы воссоздать совершенно полную экосистему», говорит Рупнэрайн. «Это немного похоже на знание долгого, сложного эксперимента – массовое исчезновение – проводилось, но никто не сделал заметки. Это – то, где реконструкция и моделирование входят».Моделирование древних исчезновенийRoopnarine и Angielczyk интересовались факторами, которые поощрили или препятствовали стабильности, в то время как эти древние южноафриканские общины столкнулись с крупномасштабными беспорядками.
Они задались вопросом, имели ли роли каждая разновидность, играемая в более широкой экосистеме, больше влияния на стабильность, чем богатство разновидностей – количество различных разновидностей в системе – и число и сила взаимодействий среди разновидностей. Ученые решили использовать умную форму математического моделирования, чтобы вырыть в важность этих переменных в (иногда пятнистый) пищевые сети окаменелости.«Трудно сравнить пищевые сети по такому огромному периоду – особенно, когда есть промежутки в отчете окаменелости», говорит Рупнэрайн. «В течение каждого интервала времени мы использовали ‘реальную’ экосистему перед исчезновением, полную разновидностей, которые мы знаем, существовал, чтобы помочь создать несколько дополнительных моделей пищевых сетей для того же самого места и время.
Мы всегда считали количество разновидностей постоянным, но делали изменения в роли каждым животным играемый, а также связи между хищниками и их добычей».После создания нескольких дополнительных пищевых сетей в течение каждого важного периода ученые исследовали каждого, чтобы видеть, насколько стабильный они, возможно, были. Результаты были удивительны.«Мы видели, что, после тревожения сообщества перед исчезновением и всех его дополнительных моделей, реальное сообщество всегда появлялось в качестве самого стабильного», говорит Рупнэрайн. «Так как мы считали богатство разновидностей постоянным, мы знаем, что экологические роли каждых разновидностей – рабочие места в пищевой сети – являются ключевыми факторами, влияющими на стабильность большой картины.
Удивительно, что некоторые из этих экосистем, возможно, остались относительно стабильными несмотря на огромную потерю биоразнообразия».«Плохое время, чтобы быть крысой»Кроме явного отсутствия человеческого влияния, массовые исчезновения во время пермского периода все еще выглядели очень отличающимися, чем экологический переворот, который мы видим на Земле сегодня.
Современные усилия по сохранению имеют тенденцию сосредотачиваться вокруг больших животных – таких как тигры, слоны и волки – и главных хищников в опасности, в то время как Roopnarine и Angielczyk показывают, что маленькие амниоты (рептилии и древние родственники млекопитающего) были самыми уязвимыми во время ранней фазы этого давно период исчезновения.«Удивительно, что маленькие амниоты были разновидностями, первоначально самыми подверженными риску», говорит Рупнэрайн. «Это не соответствует земным исчезновениям, которые мы видим сегодня, но это имеет смысл, когда Вы думаете о том, как различная Земля заботится о таком большом количестве времени и изменения».«Что я говорю», добавляет Рупнэрайн, «то, что это было плохое время, чтобы быть крысой.
Мы думаем, что они могут пережить что-либо теперь, но во время пермского периода и триаса, их древние кузены играли неудачную роль в более многочисленном сообществе. Пищевые сети в то время могли остаться стабильными, если бы они были во власти больших амниотов и испытали недостаток в меньших, но не наоборот. Хотя индивидуально успешный, коллективно меньшие разновидности не могли поддержать очень стабильные сообщества. Со временем, качество сингла деловые вопросы меньше, чем качество полной экономики».
Пищевые сети как инструменты сохраненияКаждая линия в запутанной пищевой сети представляет сильные взаимодействия экосистемы и обмены энергией.
Подсказки от прошлых систем, которые возвратили или подвели следующие бедствия, помогают ученым всмотреться в будущее постоянно меняющегося мира природы. Результаты этого исследования – срочный призыв к увеличенному вниманию на современные пищевые сети – область исследования, Рупнэрайн говорит повышенное внимание потребностей во время беспрецедентного экологического напряжения.
«Мы должны понять отношения между разновидностями, которые мы ведем к исчезновению и ролям, которые они играют в стабильности экосистемы», говорит Рупнэрайн. «Мы знаем, что крах Атлантической трески нанес ущерб морским экосистемам, но мы знаем очень мало о способах, которыми экология большинства разновидностей касается стабильности. Это может быть удивительно, какие разновидности помогают скрепить экосистемы. Нам отчаянно нужно больше данных для современной окружающей среды».Рупнэрайн говорит, что музейные коллекции, включая почти 46 миллионов экземпляров Академии, являются мощными инструментами в гонке, чтобы понять то, что помогает окружающей среде остаться стабильной.
Когда относится научные экземпляры, новые технологии и передовые методы помогают раскрыть сложные отношения, врожденные от биоразнообразного – и угрожаемый – регионы во всем мире.