"Проблема заключается в том, что, хотя очевидно, что большая часть глобальных вариаций биоразнообразия столь явно обусловлена необычайным богатством тропических горных регионов, именно это богатство нынешние модели биоразнообразия, основанные на современном климате, не могут объяснить: горы просто слишком богаты видами, и мы не можем объяснить глобальные горячие точки биоразнообразия », – говорит профессор Карстен Рахбек, ведущий автор обеих обзорных статей, опубликованных в журнале Science.
Чтобы ответить на вопрос, почему горы так биологически разнообразны, ученые из Центра макроэкологии, эволюции и климата (CMEC) Института GLOBE Копенгагенского университета работают над синтезом понимания и данных из разрозненных областей макроэкологии, эволюционной биологии, науки о Земле и геология. К ученым CMEC присоединились отдельные сотрудники из Оксфордского университета, Кью-Гарденс и Университета Коннектикута.
Частично ответ, как показывают эти исследования, заключается в понимании того, что климат суровых тропических горных регионов принципиально отличается по сложности и разнообразию по сравнению с соседними низменными регионами.
Уникально неоднородный горный климат, вероятно, играет ключевую роль в создании и поддержании высокого разнообразия.
«Люди часто думают о горном климате как о суровом и суровом», – говорит соруководитель исследования Майкл К. Borregaard. «Но самый богатый видами горный регион в мире, Северные Анды, захватывает, например, примерно половину мировых типов климата в относительно небольшом регионе – намного больше, чем в соседней Амазонии, регионе, который более чем в 12 раз больше."
Подчеркивая еще одну уникальную особенность горного климата, Майкл объясняет: «Тропические горы, расположенные в плодородных и влажных экваториальных низменностях и простирающиеся в климатические условия, внешне похожие на те, которые встречаются в Арктике, охватывают градиент среднегодовых температур всего на несколько километров. как это обнаружено на расстоянии более 10 000 км от тропических низменностей на экваторе до арктических регионов на полюсах. Это довольно удивительно, если подумать."
Другая часть объяснения высокого биоразнообразия некоторых гор связана с геологической динамикой горообразования. Эти геологические процессы, взаимодействуя со сложными изменениями климата во времени, предоставляют широкие возможности для эволюционных процессов.
"Глобальная структура биоразнообразия показывает, что горное биоразнообразие демонстрирует видимую подпись прошлых эволюционных процессов. Горы с их уникально сложной окружающей средой и геологией позволили продолжить существование древних видов, глубоко укоренившихся в древе жизни, а также стать колыбелью, где новые виды возникали гораздо быстрее, чем в равнинных районах, даже в таких областях, как удивительно биоразнообразие, как тропические леса Амазонки ", – говорит профессор Карстен Рахбек.
От океанской коры, вулканизма и коренных пород до горного биоразнообразия
Другое объяснение богатства гор, говорится в исследовании, может заключаться во взаимодействии геологии и биологии. Ученые сообщают о новом и удивительном открытии: большое разнообразие тропических гор тесно связано с геологией коренных пород, особенно в горных регионах с затвердевшей древней океанической корой. Чтобы объяснить эту взаимосвязь между геологией и биоразнообразием, ученые предлагают в качестве рабочей гипотезы, что горы в тропиках с почвой, происходящей из океанических пород, создают исключительные условия окружающей среды, которые вызывают локальные адаптивные изменения у растений.
Специальные приспособления, которые позволяют растениям переносить эти необычные почвы, в свою очередь, могут вызывать каскады видообразования (видообразование одной группы, ведущее к видообразованию в других группах) вплоть до животных и, в конечном итоге, способствовать формированию глобальных структур биоразнообразия.
Наследие фон Гумбольдта – его 250-летие
Эти два документа являются частью празднования Science 250-летия со дня рождения Александра фон Гумбольдта. В 1799 году Александр фон Гумбольдт отправился в пятилетнее 8000-километровое путешествие научных открытий через Латинскую Америку. Его путешествие через Анды, запечатленное его знаменитой фигурой зонирования растительности с изображением горы Чимборасо, канонизировало место гор в понимании биоразнообразия Земли.
Признавая вклад фон Гумбольдта в наше понимание живого мира, профессор Карстен Рахбек, один из ученых-основателей недавно созданного междисциплинарного института GLOBE при Копенгагенском университете, говорит:
«Наши статьи в Science являются свидетельством работы фон Гумбольдта, которая поистине произвела революцию в нашем представлении о процессах, определяющих распределение жизни.
Наша работа сегодня стоит на плечах его работы, проделанной много веков назад, и следует его подходу к интеграции данных и знаний из различных научных дисциплин в более целостное понимание мира природы. Это наш небольшой вклад в наследие фон Гумбольдта."