Найден ключ к разгадке парадокса Дарвина

Международная группа ученых предложила решение одной из самых давних загадок экологии — парадокса натурализации Дарвина. Исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, объясняет, почему одни виды успешно приживаются в новой среде, а другие терпят неудачу.

Парадокс Дарвина

Еще в XIX веке Чарльз Дарвин сформулировал две противоположные идеи. Согласно первой, виду легче выжить на новом месте, если он близок к местным видам, поскольку у него схожие требования к условиям среды. Согласно второй, большего успеха должны достигать более далекие родственники, так как они используют другие ресурсы и меньше конкурируют с местными организмами. На протяжении более 160 лет экологи спорили о том, в каких случаях работает одно объяснение, а в каких — другое.

Темное разнообразие

Исследователи пришли к выводу, что ответ связан с так называемым «темным разнообразием» — видами, которые теоретически могли бы обитать в определенном месте, но фактически там не встречаются. Вместе с уже присутствующими видами они образуют видовой пул территории — полный набор видов, для которых условия среды в принципе подходят. Этот подход также позволяет оценить полноту сообщества — долю потенциально возможных видов, которые реально присутствуют в экосистеме.

В работе использовалась уникальная модельная система — данные по шведским озерам, охватывающие 340 лет и включающие как успешные, так и неудачные попытки интродукции рыб. Это позволило с высокой точностью определить факторы, влияющие на закрепление видов. Ранее новый вид безглазых рыб доказал наличие эволюции в кромешной тьме.

Анализ показал, что в озерах, подходящих для меньшего числа видов, но уже занятых большой долей потенциально возможной фауны, лучше приживались виды, сходные с местными. Напротив, в водоемах, где условия подходили для большего числа видов, но реально присутствовала лишь меньшая часть возможного видового пула, успешнее оказывались виды, осваивающие отличные от местных рыб ресурсы.

Таким образом, решение парадокса Дарвина зависит от двух факторов: сколько видов в принципе может жить в данном месте и какая доля из них там действительно присутствует. При этом простое число уже обитающих видов не позволяло увидеть такую закономерность. Решающими оказались именно видовой пул и полнота сообщества, рассчитанные через темное разнообразие.

Как отметил профессор ботаники Меэлис Пяртель, темное разнообразие дает экологии новую теоретическую основу для понимания распределения видов и формирования сообществ. Это помогает согласовать результаты предыдущих исследований, которые ранее казались противоречивыми, и точнее предсказывать, какие виды смогут закрепиться в новых условиях.

Значение работы выходит далеко за рамки теоретической экологии. На фоне изменения климата, смещения ареалов и растущего влияния человека на природу концепция темного разнообразия может стать новым инструментом для оценки реакции экосистем на эти изменения. В перспективе это поможет лучше планировать природоохранные меры и точнее прогнозировать изменения биоразнообразия в быстро меняющемся мире.