Результаты нового исследования показывают, что изменения в структуре фораминиферовых сообществ могут предсказывать массовые вымирания. Считается, что эти планктонные сообщества, присутствующие в океанах на протяжении сотен миллионов лет, являются ранними сигналами, предшествующими крупным экологическим стрессам, приводящим к массовым вымираниям.
Фораминиферы — это обширное сообщество одноклеточного планктона с твердой оболочкой, которое чрезвычайно широко распространено в наших океанах на протяжении сотен миллионов лет. Благодаря этому они играют важную роль как в пищевой цепи морского биоразнообразия, так и в качестве палеонтологических архивов.
Предыдущие исследования показали, что изменения в распределении и функционировании биоразнообразия сильно коррелируют с изменениями климата в течение разных геологических эпох. В частности, распределение биоразнообразия по широтам суши (широтный градиент биоразнообразия, или ШГБ) не является статичным в течение геологического времени и отражает их адаптивную реакцию на изменение окружающей среды.
Более того, в отличие от наземного ШГБ, современный морской ШГБ охватывает обширные океанографические регионы и достигает максимума в тропиках. Ископаемые фораминиферы показали, что современный морской ШГБ возник, вероятно, около 15 миллионов лет назад. До этого периода их распределение и распределение морского биоразнообразия в целом было радикально иным. Поэтому они могут дать ценные сведения о том, как морское биоразнообразие реагирует на изменение климата.
Исследование, проведенное под руководством Техасского университета, показало, например, что период похолодания в позднем кайнозое изменил структуру планктонных сообществ по всему миру за последние 15 миллионов лет. В новом исследовании, недавно опубликованном в журнале Nature, те же ученые проанализировали ископаемые данные о фораминиферах, чтобы изучить их распределение во время потепления климата в прошлом.
«Наша работа дает новое представление о том, как биоразнообразие пространственно реагирует на глобальные климатические изменения, особенно в периоды глобального потепления, что имеет значение для прогнозов будущего потепления«, — сообщил ведущий автор нового исследования Аншуман Суэйн из Гарвардского университета, Университета Мэриленда и Национального музея естественной истории в Вашингтоне.
Ранние признаки массового вымирания
Для проведения анализа исследовательская группа использовала глобальную базу данных высокого разрешения Triton, специально разработанную для отслеживания состава фораминиферовых сообществ за период в несколько миллионов лет. «Детальность базы данных Triton позволяет получить уникальное пространственно-временное представление о кайнозойской пелагической макроэволюции«, — поясняют исследователи в своей работе.
Группа сосредоточила свое внимание на климатическом оптимуме, наступившем в начале эоцена. Это был последний крупный период длительного глобального потепления со времен динозавров, и он аналогичен наихудшему сценарию повышения глобальной температуры.
Они обнаружили, что перед массовым вымиранием, которое произошло около 34 миллионов лет назад, сообщества фораминифер стали высокоспециализированными в большинстве океанов, за исключением высоких южных широт. Это означает, что планктон массово мигрировал в более высокие широты и удалялся от тропиков. По мнению исследователей, такая повышенная специализация связана с экваториальными температурами, не приспособленными для их биологического функционирования, а также с изменениями в циркуляции океанических течений во время перехода от эоцена к олигоцену (34 миллиона лет назад).
Эти результаты позволяют предположить, что изменения, наблюдаемые в этих миграционных моделях, проявились в ископаемом состоянии задолго до того, как произошла потеря биоразнообразия. Поэтому обнаружение этих сигналов может служить ранним предупреждением о будущих сценариях вымирания, связанных с глобальным потеплением. Эти изменения могут иметь прямые последствия не только для планктонных сообществ, но и для морских ресурсов в целом, поскольку антропогенное потепление продолжается. Важно понимать, что выживание значительной части морского биоразнообразия зависит от планктона.
Кроме того, учитывая их важную экологическую роль в морском биоразнообразии, эксперты считают, что эти новые данные могут проложить путь к изучению других групп морских организмов. Это может значительно повысить точность моделей прогнозирования последствий глобального потепления.
