«Отключение электричества» для давно потерянных хищников — The Irish Times

Модели общения важны. Подумайте об электрической сети, в которой подстанции подключены к различному количеству домов. Подобно электрическим сетям, виды взаимосвязаны: хищники поедают добычу, опылители переносят пыльцу с одного цветка на другой, а грибы обменивают питательные вещества на растения. Эти экологические партнерства или конфликты являются неотъемлемой частью сложных пищевых сетей.

Пищевые сети состоят из видов, связанных связями в сеть. Некоторые виды в сети тесно связаны и связаны со многими другими, и общий опылитель, такой как медоносные пчелы, может опылять многие виды растений, поэтому у него много связей. Специализированная инжирная оса может опылять только один вид инжира и имеет очень мало связей.

Отключение подстанции с большим количеством подключений приведет к массовым отключениям электроэнергии, в то время как отключение более удаленной, менее подключенной подстанции затронет лишь несколько домов. Точно так же вымирание видов вызывает не только исчезновение одного узла в сети, но и влияет на связи с другими видами.

Точно так же, как высокосвязанные электростанции, виды млекопитающих, которые исчезают из пищевых сетей, по-видимому, были непропорционально лучше связаны, что привело к «нарушению» взаимодействия видов в пищевых сетях.

Выступая недавно на конференции «Экология и эволюция в Ирландии», профессор Йенс Кристиан Свеннинг из Орхусского университета в Дании отметил, что за последние 130 000 лет люди серьезно нарушили глобальные пищевые сети. профессор Свеннинг и его коллеги Было подсчитано, что, хотя за последние 130 000 лет вымерло только 6 процентов видов млекопитающих, это привело к исчезновению более половины всех связей в пищевых цепях между видами млекопитающих.

Как и в случае с электроподстанциями с высокой степенью связи, похоже, что виды млекопитающих, исчезнувшие из пищевых сетей, были непропорционально лучше связаны, что привело к «нарушению» взаимодействия видов в пищевых сетях.

Хотя есть захватывающие примеры из окаменелостей, которые дают снимки животных, взаимодействующих как хищник и добыча, взаимодействия между животными в целом не очень хорошо задокументированы в глубоком прошлом. Итак, откуда мы знаем, как пищевые сети были организованы в прошлом, и как мы можем оценить изменения? Экологи использовали большую базу данных более чем 1000 современных видов млекопитающих с информацией об их взаимодействии с моделью ИИ.

Хищники, вероятно, охотятся на виды, которые относительно похожи друг на друга по таким признакам, как размер, возраст и спячка. Данные о взаимодействиях хищник-жертва были использованы для построения модели «глубокого обучения», типа искусственного интеллекта, который может «узнавать» вероятность конкретных взаимодействий в пищевой сети на основе признаков задействованных видов.

Модель пищевой сети была обучена с использованием данных о современных видах, а затем применена к сообществам млекопитающих, живших в прошлом, о которых мы знаем только по ископаемым останкам. Снова и снова на примерах пищевых сетей из разных периодов времени и мест модель показывала, что вымирание и сокращение площади, занимаемой млекопитающими, приводило к непропорциональному упрощению пищевых сетей.

Крупные млекопитающие, скорее всего, вымрут, и эти виды также, как правило, наиболее тесно связаны с пищевыми сетями. Таким образом, уменьшение размеров млекопитающих в результате вымирания и сокращения ареала снижает сложность их пищевых сетей. Это важно, потому что сложные пищевые сети с большей вероятностью сохранят свою функцию и с большей вероятностью восстановятся за счет «переустановки» потерянных связей, чем простые пищевые сети. Сокращение и оптимизация пищевых сетей млекопитающих делает их более уязвимыми для разрушения в будущем.

В то время как вымирание видов было причиной большей части упрощения пищевых сетей, другим важным компонентом было сокращение пространства, занимаемого выжившими видами млекопитающих. Это повышает вероятность того, что, вернув млекопитающих, особенно крупных, в районы, где они когда-то существовали, мы сможем восстановить сложность и функцию пищевой сети.

Несмотря на упрощение пищевой сети за 130 000 лет и вымирание таких знаковых млекопитающих, как мамонты, гигантские ленивцы, саблезубые тигры и гигантские вомбаты, восстановление некоторых сложных пищевых сетей все еще в наших силах.

За последние два десятилетия в Европе произошло заметное возрождение крупных млекопитающих, поскольку природоохранная деятельность и изменения в землепользовании позволили рысям, волкам и медведям расширить свой ареал даже в районах, населенных людьми.

Несмотря на 130 000 лет упрощения пищевой сети и вымирания знаковых млекопитающих, таких как мамонты, гигантские ленивцы, саблезубые тигры и гигантские вомбаты, восстановление некоторых сложных пищевых сетей все еще в наших силах.

Более 200 ученых посетили Конференцию по экологии и эволюции в Ирландии, организованную при поддержке Ирландского экологического общества. Британское экологическое общество, Журнал экологии, Агентство по охране окружающей среды, Морской институт, Институт Земли UCD, Дублинский Тринити-колледж и Чартерный институт наук об окружающей среде и рационального использования окружающей среды.

• Ивонн Бакли — эколог, лауреат премии Ирландского исследовательского совета и профессор зоологии Тринити-колледжа в Дублине.