Беспрецедентная модель морской эволюцииНовая модель предполагает, что морские виды лучше рассредоточиваются, чем наземные животные: они быстро прибывают вокруг обитаемых островов, чтобы заполнить имеющиеся океанские ниши. Эти быстрые действия опытных диспергаторов не оставляют шансов адаптации, чтобы заставить виды измениться и заполнить новые ниши, как это обычно наблюдается со временем в местообитаниях наземных островов.
«Чтобы сломать силы, которые формируют океаническую жизнь вокруг островов, мы решили углубиться в эволюционную историю бразильских рифовых рыб», — говорит Пинейро, исследователь Академии и член ее команды Hope for Reefs. «Когда мы сфокусировались на 10 видах в цепи вулканических гор и островов у побережья Бразилии, мы увидели, что старые эндемичные виды были крупнее. Эти крупные рыбы лучше рассредоточивались, чем их« молодые »разновидности, которые все были маленькими, плохими диспергаторы. Ясно, что этим уникальным морским средам нужна своя собственная модель, чтобы объяснить, что и где живет с течением времени ».Прослеживая эволюционную историю рифовых рыб, ограниченных этой конкретной цепью подводных гор и островов по их ДНК, ученые смогли лучше понять, как именно география островов, геологическая история и колебания уровня моря в целом влияют на разнообразие близлежащих морских видов.
Рыбу собирали как на мелководных, так и на глубоких рифах — для погружений требовалось специальное оборудование, называемое ребризерами, которые Пинейро и его коллеги из Академии используют для погружений на глубину от 200 до 500 футов под поверхностью океана. Полученные данные подтверждают, что изменения уровня моря и расположение обнаженных подводных гор играют решающую роль в морской эволюции с течением времени, в основном за счет того, что периодически создают ступеньки для колонизации островных местообитаний слаборазвитыми видами.
«Мы наконец понимаем, чем сложная, постоянно меняющаяся сеть островной жизни на суше отличается от той же сети в океане», — говорит старший автор доктор Луис Роча, куратор ихтиологии Академии и соруководитель организации Hope for Reefs. инициатива. «Подумайте о культовых галапагосских зябликах — когда их предок прибыл в регион, там было много пустых ниш на суше, которые нужно было заполнить, и возникли приспособления, которые помогли им со временем специализироваться. Это просто не то же самое в островных морских средах обитания. Быстро распространяющиеся морские организмы колонизировать доступные ниши, и мы не видим той же модели специализированной адаптации с течением времени ».50 лет наземному прорыву
В 1967 г. Роберт Х. Макартур и Э. Уилсон был пионером в области биогеографии островов как способа объяснения распространения видов по всему миру — того, как они перемещаются, изменяются и иногда вымирают. Острова, изолированные водой, можно рассматривать как раздробленные среды обитания с более высокими показателями вымирания, чем их более крупные непрерывные аналоги, такие как континенты и их береговые линии.«Наша исследовательская группа провела захватывающий мозговой штурм о проверке теории морской биогеографии», — говорит соавтор доктор Джакомо Бернарди из Калифорнийского университета, профессор экологии и эволюционной биологии Санта-Крус и научный сотрудник Калифорнийской академии наук. «Мы знали, что Макартур и Уилсон придумали части своей теории, рисуя на салфетках в ресторане. Мы рисовали наши гипотезы на бумажных полотенцах в лаборатории.
Этот тип научного сотрудничества захватывает, и фундаментальная работа предшественников-новаторов помогает сделать это случаться."Понимание сил, которые помогают формировать то, что позволяет видам сохраняться в различных средах (и адаптироваться к ним) с течением времени, является полезным инструментом для адаптации работ по сохранению и моделирования на будущее. Эта область исследований побудила новые поколения ученых, в том числе авторов статьи в Nature, стремиться к более детальному пониманию эволюции в наше современное время массового вымирания видов и быстро меняющегося климата.
«Очень важно выявлять закономерности в природе», — говорит Бернарди. «Мы склонны думать об океане как о быстро движущемся супе из личинок, постоянно вторгающихся в регионы и умирающих, но это не полный хаос. Мы должны найти методы в безумии».Жду с нетерпением
Как наземная, так и морская среда уязвимы для невиданной ранее волны вымирания видов, называемой «шестым массовым вымиранием», которая продолжается в настоящее время. Мировое сообщество рискует потерять ценные морские экосистемы, такие как коралловые рифы — системы, которые поддерживают средства к существованию и благополучие миллиардов людей во всем мире — из-за совокупного воздействия чрезмерного вылова рыбы, разрушения среды обитания, загрязнения воды, изменения климата и закисления океана. По крайней мере, четверть рифов мира уже потеряна, а еще 30%, по прогнозам, умрут в следующие тридцать лет.
«У нас есть надежда», — говорит ведущий автор Пинейро. «Чем больше мы узнаем о динамической морской среде и о том, как она меняется с течением времени, тем лучше мы сможем спланировать ее защиту от будущих угроз. Это исследование проливает свет на приливы и отливы морской жизни на островах в течение эволюционного времени. Моя роль как ученый должен преследовать свет и побуждать других делать то же самое ».