Любой, кто когда-либо ходил в горы, знает, что пейзаж меняется с высотой. Сначала вы долгое время поднимаетесь в гору через леса, пока они не выходят на первые луга и пастбища, где весной цветут самые разные виды растений.
Дальше пейзаж становится более бесплодным. Здесь могут расти только те растения, которые адаптировались к альпийскому климату.
Чтобы составить карту растительности альпийского мира, биологи чаще всего исследуют разнообразие растений на так называемых высотных уровнях. Сначала они осматривают растения в обширных лесах, затем на альпийских лугах, а затем в каменистых верховьях.
Независимо от того, где исследователи это делают – в Альпах, на Кавказе или в Скалистых горах – результаты всегда одинаковы: обширные леса являются регионом с наибольшим разнообразием видов. С увеличением высоты биоразнообразие неуклонно сокращается.
Больше видов на безлесных территориях
Группа ученых под руководством биолога профессора Ульрике Херцшу из Института Альфреда Вегенера, Центра полярных и морских исследований им. Гельмгольца (AWI) в Потсдаме, пришла к выводу, что этот тезис не обязательно верен: леса ни в коем случае не должны быть самой разнообразной частью альпийские регионы. Если рассмотреть эволюцию горных хребтов на протяжении тысячелетий, становится ясно, что ландшафт над линией деревьев содержит намного больше видов, чем горные леса. Как Херцшу и ее коллеги сообщают в журнале Nature Communications, им удалось реконструировать эволюцию разнообразия растений на Тибетском плато за последние 17000 лет.
Что они обнаружили: когда в более холодные периоды леса отступали в более низкие районы, а деревья следовали их примеру, альпийские луга и альпийский ландшафт росли, а вместе с ними и количество видов. В более теплые фазы леса распространяются выше, а количество видов сокращается. «Если мы примем тот же размер, то на безлесных возвышенностях больше видов, чем в лесах», – говорит Герцшу. "Это также стало сюрпризом для нас, поскольку обычные исследования, которые всегда отражают уровни высоты, всегда указывали прямо противоположное."
Более широкий спектр местообитаний
У авторов исследования пока нет окончательного объяснения своего открытия. «Однако можно с уверенностью предположить, что в настоящее время в лесных районах обитает больше видов, потому что они более обширны, чем более бесплодные районы у горных вершин», – говорит Сиси Лю, первый автор исследования и член исследовательской секции AWI «Полярные наземные животные». Экологические системы. В результате сегодня доступно намного больше леса, который может содержать различные типы среды обитания, такие как поляны и лесные ручьи.
Если бы альпийские районы были больше, как предполагают Лю и ее коллеги, в результате получилось бы гораздо более разнообразное место обитания, чем в лесах – тенисто-влажные и солнечно-засушливые районы или районы с редкой растительностью, бедные питательными веществами районы и суглинистые почвы. – и, следовательно, широкий выбор настроек для разнообразной флоры.
Древние отложения из тибетского высокогорного озера
Юго-восточное Тибетское плато – один из самых богатых видами горных регионов мира и так называемая горячая точка биоразнообразия. Кроме того, поскольку регион находится на такой большой высоте, в конце последнего ледникового периода он был сильно покрыт оледенением; только с постепенным потеплением на планете леса восстановили часть плато. Чтобы определить, как изменилось биоразнообразие с исчезновением и возвращением лесов, Герцшу и ее команда оценили отложения из древнего озера в горах Хэндуан в восточном Тибете. Поскольку озеро образовалось после последнего ледникового периода, песок, пыль и остатки растений собирались здесь более 17000 лет.
Исследователи извлекли из отложений древние фрагменты нитей ДНК, что позволило им определить, какие растения жили там и в какое время. Затем они объединили эти биологические данные с анализами, предоставленными математической моделью льда, которую можно использовать для восстановления меняющегося положения ледников. По словам Герцшу: «С помощью модели льда, разработанной нашими коллегами из Немецкого научно-исследовательского центра наук о Земле в Потсдаме, мы смогли точно проследить, как изменялось растительное сообщество с подъемом ледника и изменчивой линией деревьев."
Больше леса – меньше разнообразия
Интересно, что ок. 8000 лет назад была теплая фаза, когда леса “ мигрировали ” дальше в гору, чем сегодня, и количество видов, которые можно найти в отчетах о наносах, значительно сократилось.
Выводы, полученные Герцшу, ее кандидатом наук Сиси Лю и другими коллегами, важны с точки зрения нашей способности предсказывать, как изменение климата может повлиять на биоразнообразие горных регионов мира; то, что они узнали о ситуации в Тибете, может быть применено и к другим альпийским регионам. «Наши данные потенциально могут помочь в разработке новых стратегий управления для борьбы с потерей разнообразия», – говорит Херцшу. В любом случае, утверждает она, стереотипное представление о горном лесу как о регионе с наибольшим разнообразием видов необходимо критически пересмотреть.