Листья, мидии и водоросли рассказали о смене видов за 40 лет

Учёные из международной группы под руководством Хенрика Крененвинкеля проанализировали архивы Немецкого банка экологических образцов, чтобы проследить изменения биоразнообразия за последние сорок лет. Исследование охватило тысячи видов из различных таксономических групп, обитающих в лесных кронах, прибрежных морских экосистемах и пресноводных водоёмах. В качестве «естественных пробоотборников ДНК» использовались листья трёх распространённых древесных пород, морские бурые водоросли фукус пузырчатый, морские мидии и пресноводные дрейссены. Эти организмы накапливают в себе ДНК обитающих рядом сообществ, что позволяет реконструировать их видовой состав в момент отбора.

Метабаркодирование 550 архивных образцов выявило более 66 тысяч уникальных генетических единиц, относящихся к 751 отряду и 102 типам организмов. Каждый тип проб отражал характерные сообщества: так, на листьях обнаружены специфические для древесных пород членистоногие и микроскопические грибы, на водорослях — типичные прибрежные животные и бактерии, а в тканях мидий — планктонные организмы и ассоциированные микроорганизмы.

Результаты показали отсутствие единой тенденции к снижению локального видового богатства. В ряде случаев наблюдалось его увеличение, например, у некоторых наземных сообществ, тогда как морские прокариоты продемонстрировали заметное снижение. Вместо универсального падения разнообразия выявлен постепенный таксономический «обмен» — одни виды исчезали, а их место занимали другие, в том числе инвазивные или более приспособленные к изменившимся условиям. Это касалось как морских и пресноводных, так и наземных экосистем.

Изменения были плавными и не затрагивали высшие таксономические ранги: состав типов, классов и отрядов оставался стабильным, тогда как на уровне отдельных видов происходила регулярная замена. В качестве новых колонизаторов отмечены, например, тихоокеанская устрица Crassostrea gigas и патогенные грибы, поражающие деревья, а среди исчезающих видов — морской моллюск Littorina littorea и бабочка Pseudoips prasinana.

Пространственные тенденции также различались. В наземных экосистемах преобладала биотическая гомогенизация — сообщества становились более похожими друг на друга. В пресноводных системах, напротив, усиливалась дифференциация, вероятно, из-за проникновения разных инвазивных видов в разные водоёмы. Морские сообщества демонстрировали смешанную картину, от локального вымирания редких таксонов до широкого распространения отдельных видов.

Авторы подчёркивают, что такие архивы представляют уникальную ценность для мониторинга биоразнообразия, позволяя фиксировать как угасание местных видов, так и появление новых, в том числе потенциально опасных для экосистем. По мнению исследователей, расширение подобных исследований на международный уровень даст возможность отслеживать глобальные закономерности изменений и выработать меры по сохранению биологического разнообразия в условиях антропогенного давления.