Как може тундрата на ледниковия период да се храни с мамут?

Как може тундрата в ледников период да се храни с мамут? Увеличи

Представете си мамут, пасящ преди 20 000 години в местността степ-тундра – обширна и студена тревна площ, където растенията растат бавно под фригидна атмосфера с ниско съдържание на въглерод. Мамутът тъпче фиданки, намалявайки горската покривка и позволявайки на тревата да процъфтява. То поглъща тревата, оставяйки място за свеж, нов живот на растенията. Мамутът и тревата принадлежат към ослепителна екосистема сложност, при която всеки мъничък фактор играе роля в точното баланс на хранителните вещества, отделянето на въглерод и жизнения цикъл на всеки вид, който е живял там.

Дан Джу е учен, който изучава как земята, растенията и животните всички се хранят в климата. Тя ръководеше екип от изследователи, който изгради най-близкото нещо, което имаме до терариума на времето, който ни позволява изучете екосистемата, която е обитавал мамутът: изчислително симулация на тундрата, която са заели. Резултатите, публикувани в Екология на природата и еволюция тази седмица, помогнете да обясните едно от големи мистерии за мамутите: как се получи такова огромно животно оцелеят в среда, в която всичко се бореше да расте?

Тундрата в компютъра

Не можем да изградим собствена тундра, а мамутите отдавна ги няма. И така, как да изучаваме това? Представете си, че бихте могли да свиете тази тундра и дръжте го в терариум, изучавайки сложността и разбирането взаимодействието. Направете го и машина на времето: пауза, рестартиране го и го пренасочваме напред през стотици години наведнъж. Това магически терариум ще ви позволи да играете стотици различни сценарии, леко настройване на условията, за да видите как те влияят екосистемата, която се развива.

За да изградите терариума, започвате като мислите за растението живот, опитвайки различни смеси от треви и дървета. През това, можете да ощипнете колко земя покриват, колко въглерод и вода, която консумират и колко се състезават за светлина и хранителни вещества от почвата. С това на място можете да добавите подробности относно климата: температура, влажност, количество въглерод диоксид в атмосферата, валежи и сняг.

Това е доста генеричен терариум досега. Не се отчита за всяко от въздействията на животни, които живеят в околната среда и взаимодействат с живота на растението, за да променят неговата динамика. Но на основите за основния терариум вече са налице – Герхард Кринър и голяма група други изследователи са имали вече разруши тези числа и състави система, която може да моделира всички тези различни фактори. Джу и нейните колеги изградена върху тази основа, добавяйки грейзърите, за да видите как те засегнати неща.

Това означаваше да мислите за неща като продължителността на нарастващия сезон и колко храна, която би била на разположение за паша животни. Извън вегетационния период има само мъртва трева на разположение за хранене на животните и трябва да изчислите колко от трябва да се хранят, за да оцелеят. Това също означаваше да се мисли бозайници като друга поредица от числа: колко бебета имат, колко често умират и колко повече енергия изгарят по-ниски температури?

Сега терариумът има това, което трябва да работи, за да върви бързо напред стотици години, изплювайки данни за света, който е бил създаден. Но преди да използвате това, за да отговорите на въпроси за миналото, Джу и колегите му се хранят в броя на съвременните екосистеми с големи грейзъри. Те искаха да бъдат сигурни, че моделът направи а разумна работа за заснемане на системи, за които знаем, преди да ги използваме тя да задава въпроси за екосистемите, които вече не можем да наблюдаваме.

Моделът премина теста: когато го пуснаха, за да видят какви видове популациите на грейзър могат да бъдат поддържани в екосистемите в цяла Африка, Азия и Северна Америка резултатите съвпадат доста тясно с реални данни. И така, те се обърнаха към мамутите.

Тежки грейзъри

Знаем, че мамутите са били изобилни поради изобилието от кости, които са оставили след себе си. Оцеляването на огромни грейзъри тундрата с ниска растителност е наречена „производителност парадокс ”- защо виждаме такова изобилие от големи, гладни зверове вътре оскъдна среда? Едно от обясненията, които бяха направени, е че по-големите животни всъщност са по-ефективни при използването на храната те се хранят.

Симулацията установи, че това обяснение работи добре. Храната произведена от тундрата не може да издържи големи популации от по-малки грейзъри; с увеличаване на телесния размер на грейзърите, те бяха в състояние да живеят при по-ниския растеж на растението и при по-ниския температури. По-големите грейзъри означава „по-ефективна експлоатация на производство на трева, “пишат изследователите, което от своя страна означава” a по-висока плътност на грейзера, поддържана от същото ниво на тревата производство “.

Моделът не помага само да отговаря на въпроси за мамута численост на населението – тя осигурява добра основа за разбиране на какво екосистемите биха могли да поддържат популации на големи тревопасни бозайници. Броят на тези бозайници е бил силно засегнат от разширяването на човека, така че да разберем, че това може да бъде от решаващо значение за опазването. То също ни помага да разберем какъв ефект могат да имат големите популации на грейзъри имат върху пейзажите, където живеят, където тъпчат и жабуването прави място за отглеждане на млади тревисти от въглеродни треви.

Томас Хиклер, който използва модели като този за изучаване на екосистеми но не е участвал в това изследване, каза на Ars, че вестникът е „Основен напредък за нашето разбиране на плътностите на тревопасните и тяхното въздействие върху екосистемите. “Той посочи, че има а много се случва в тези екосистеми, които не са заснети от модела и че повдига много въпроси, които биха били полезни проучете в бъдещите изследвания – нещо, което отбелязват авторите себе си.

Но, добави той, всички модели задължително включват опростяване, и факта, че данните в реалния свят съвпадат с симулацията резултатите бяха слушащи. В променящ се свят, по-добро разбиране за тънкостите на екосистемите около нас – и как те взаимодействат с климата – е една от най-добрите информации, с които разполагаме за борба с намаляването на населението и изчезването.

Екология на природата и еволюция, 2018. DOI: 10.1038 / s41559-018-0481-y (Относно DOI).

Like this post? Please share to your friends:
Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: