Российский математик совместно с коллегой из Великобритании разработал новую теоретическую модель массового вымирания. Модель впервые учла два важных фактора — обратное влияние растительности на изменение климата и эволюционную адаптацию видов. Результаты опубликованы в журнале Chaos, Solitons & Fractals.
За последние полмиллиарда лет известно пять крупных массовых вымираний, в ходе которых число видов сократилось более чем вдвое. Произошло и еще несколько десятков вымираний меньшего масштаба. О причинах массовых исчезновений видов ведутся споры. Среди них ученые называют в том числе глобальные потепления и похолодания. Однако какие именно факторы изменения климата приводят к вымиранию и какие процессы при этом происходят, неизвестно. Российский и британский ученые построили теоретическую модель массового вымирания из-за изменения климата, которая учитывает важные параметры, до сих пор выпускавшиеся из виду.
«Массовые вымирания — важная часть истории жизни на Земле. Широко распространено мнение, что основной причиной массового вымирания является изменение климата. Значительное изменение средней температуры Земли приводит к глобальному потеплению или похолоданию и запускает различные механизмы, которые, возможно, ведут к вымиранию видов. За последние два десятилетия был достигнут значительный прогресс в понимании основных причин и спусковых механизмов, но много вопросов остаются открытыми. Например, хорошо известно, что не каждое изменение климата в истории Земли приводило к массовому вымиранию. Поэтому должны существовать факторы или обратные связи, которые ослабляют влияние изменения климата», — рассказал Сергей Петровский, профессор РУДН.
Математики учли, что некоторые «ключевые игроки» изменения климата, например растительность, вносят активную обратную связь. Отношение отраженного Землей солнечного излучения к суммарному — альбедо — зависит в том числе от свойств поверхности, то есть от ее покрытия растительностью. Второй важный фактор, который обычно упускают из виду, — адаптация видов к изменению климата.
Анализ математической модели показал: вымрет вид или нет, зависит от хрупкого баланса между масштабом изменения климата и скоростью эволюционной реакции. Оказалось также, что адаптация видов может приводить к так называемому ложному вымиранию, когда плотность популяции долго остается низкой, но потом восстанавливается до безопасного значения. Математики также убедились в адекватности модели, сравнив ее предсказания с палеонтологическими данными. Распределения частот вымирания согласуются с данными, полученными из анализа окаменелостей.
«Наша модель показывает, как на масштабы вымирания влияет взаимосвязь климата и растительности и эволюционная реакция отдельных видов. Эти два фактора важны, но практически не исследуются. Прогнозы модели о масштабах вымирания в целом согласуются с палеонтологическими данными. Хотя данные окаменелостей дают в лучшем случае лишь частичное представление о реальных масштабах вымирания: так, виды с более мягким телом обычно исчезают, не оставляя никаких следов. Вопрос о том, как изменится масштаб вымираний, если включить в анализ данные о мягкотелых видах, остается открытым. Это может частично объяснить расхождение между нашей моделью и данными окаменелостей», — отметил Сергей Петровский.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
