Песчаные дюны раскрывают тайны биоразнообразия в Австралии

Древние, кислые и практически лишенные питательных веществ дюны в Западной Австралии не являются очевидным местом, чтобы ответить на вопрос, досаждающий тропическим биологам в течение десятилетий. Но дюны Jurien Bay оказались идеальным местом, чтобы разгадать, почему разнообразие растений меняется от места к месту – сообщает sciencedaily.com. Ученый из Смитсоновского института тропических исследований (STRI) Бенджамин Тернер и его коллеги из Университета Западной Австралии опубликовали в номере Science от 26 сентября результаты, показывающие, что экологическая фильтрация – а не множество других теорий – определяет локальное разнообразие растений в одной из «горячих точек» биоразнообразия Земли.

Тернер и его коллеги изучали растительные сообщества и развитие почв в последовательности дюн в возрасте от нескольких десятилетий до более чем 2 миллионов лет. Дюны формируются в виде песчаных куч вдоль побережья Западной Австралии во время периодов высоких уровней моря. Самые молодые дюны содержат питательные почвенные вещества в изобилии, но являются домом для сравнительно малого количества видов растений, в то время как самые старые дюны, обладая одними из самых бесплодных почв в мире, еще поддерживают многие виды растений.

Различия в разнообразии растений на дюнах гораздо лучше объясняются экологической фильтрацией – исключением из региональных флоры видов, которые плохо адаптированы к местным условиям – чем альтернативными идеями, связанными с конкуренцией за ресурсы.

«Экологи уже давно пытаются понять, что объясняет изменение видового разнообразия среди разных участков», говорит Элен Мюллер-Ландау, научный сотрудник STRI. «Это элегантное исследование показывает, что изменение в видовом разнообразии растений среди дюн разных возрастов, и, таким образом, на различных почвах, объясняется в основном изменением размера пула видов, приспособленных к этим различным условиям». Такие биогеографические и исторические факторы, как общая площадь участков с аналогичными условиями в регионе сейчас и в прошлом, являются первичными, а такие факторы, как конкуренция за почвенные ресурсы, играют гораздо менее важную роль в объяснении вариаций видового разнообразия.

«Был предложен ряд механизмов для объяснения разнообразия растений вдоль градиентов ресурсов, но они не были ранее проверены одновременно», говорит Тернер. «Хронология Jurien Bay позволила нам это сделать и дала четкий результат – что местное разнообразие растений объясняется, прежде всего, с помощью экологической фильтрации региональной флоры».

Jurien Bay является редким примером долгосрочной хронологической последовательности почв в богатой видами экосистеме, что делает его идеальным местом для тестирования теории биоразнообразия.

«Сейчас стоит задача изучить этот процесс, наряду с хронологическими последовательностями в других богатых видами экосистемах», говорит Тернер. «К сожалению, не существует еще никаких известных долгосрочных хронологических последовательностей почв с нетронутой растительностью под разнообразными низменными тропическими лесами».

Тернер ожидает, что эти выводы спровоцируют шквал дебатов, но подчеркивает, что исследование не стремятся объяснить сохранение биоразнообразия в рамках отдельных общин, а только его изменение между общинами. Теории, такие как о зависимости отрицательной плотности – что естественные враги поддерживают разнообразие в богатых видами растительных сообществах – не оспорены этой работой, объясняет он.

«Важно признавать, что соперничество за ресурсы или другие механизмы все еще могут поддерживать разнообразие», говорит Тернер. «Но с точки зрения объяснения, почему разнообразие растений меняется от места к месту, наши результаты показывают, что экологическая фильтрация являются главным объяснением».

«Я подозреваю, что для разных экосистем в разных местах ответы будут отличаться», говорит Мюллер-Ландау. «Здесь, в Панаме, и в тропиках, влажные леса, как правило, имеют гораздо более высокое видовое разнообразие, чем сухие леса. Это отличие, как правило, объясняется с точки зрения различий в экологических условиях, особенно тем, что влажные леса в большей степени способствуют атакам патогена. Но мы не уверены, что это правильное объяснение. Подобное исследование поможет нам выяснить это».