Ljudi narušavaju 66 milijuna godina staru značajku ekosustava

Odnos u obliku slova U između prehrane i veličine kod modernih kopnenih sisavaca također bi mogao značiti "univerzalan", kaže nova studija koja je otkrila da se odnos proteže najmanje 66 milijuna godina i kroz niz skupina životinja kralježnjaka.

Prošlo je nekoliko desetljeća otkako su ekolozi shvatili da grafički prikaz odnosa između veličine i prehrane kopnenih sisavaca daje krivulju u obliku slova U kada se ti sisavci poravnavaju na gradijentu između biljke i proteina. Kao što je prikazano tom krivuljom, biljojedi koji se hrane biljkama na krajnjoj lijevoj strani i mesožderi na krajnjoj desnoj strani imaju tendenciju dostizati veličine mnogo veće od onih svejeda koji konzumiraju sve i beskralježnjaka u sredini.

Do danas, međutim, praktički nijedno istraživanje nije tražilo obrazac izvan sisavaca. U novoj studiji, istraživači sa Sveučilišta Nebraska-Lincoln i institucija na četiri kontinenta zaključili su da obrazac zapravo potječe iz dubokog vremena i odnosi se na ptice koje žive na kopnu, gmazove, pa čak i morske ribe. No, studija također sugerira da izumiranje najvećih biljojeda i mesoždera povezano s ljudima narušava ono što se čini temeljnim obilježjem prošlih i sadašnjih ekosustava, s potencijalno nepredvidivim posljedicama.

"Nismo sigurni što će se dogoditi, jer se to nije dogodilo prije", rekao je Will Gearty, postdoktorski istraživač u Nebraski i koautor studije, objavljene u časopisu Nature Ecology and Evolution. "Ali budući da su sustavi u vrlo stabilnom stanju već jako dugo, zanima nas što bi se moglo dogoditi kada napuste to stanje."

Veličina gore, veličina dolje

Evolucijska i ekološka povijest životinjskih vrsta može se dijelom ispričati kroz isprepletene utjecaje prehrane i veličine, rekao je Gearty. Prehrana vrste određuje njenu potrošnju energije, što zauzvrat potiče rast i u konačnici pomaže diktirati njezinu veličinu. Ipak, ta veličina također može ograničiti kvalitetu i količinu hrane dostupne vrsti, čak i kada postavlja pragove za kvalitetu i količinu potrebne za preživljavanje.

"Možeš biti onoliko velik koliko ti hrana dopušta", rekao je Gearty. "Istovremeno, često ste veliki koliko trebate biti da uhvatite i preradite svoju hranu. Dakle, postoji evolucijska međuigra."

Budući da je prehrana bazirana na biljkama relativno siromašna ishranom, biljojedi često narastu u masivu kako bi pokrili više tla kako bi nahranili više hrane – i ugostili duge, složene probavne trakte koji iz nje izvlače maksimum hranjivih tvari. U međuvremenu, mesožderi moraju narasti dovoljno veliki da mogu pratiti i uništiti te biljojede. Iako jelovnik svejeda na bazi švedskog stola obično drži želudac punim, zbog visokih energetskih zahtjeva uglavnom se usredotočuju na orašaste plodove, kukce i drugu malu, energetski bogatu hranu. I dok invertivojedi uživaju uglavnom u plijenu bogatom proteinima, mala priroda tog plijena, u kombinaciji s oštrom konkurencijom mnogih drugih invertivojera, svodi ih na najmanju veličinu od svih.

Konačan rezultat: raspodjela u obliku slova U prosječne i maksimalne veličine tijela kod sisavaca. Kako bi analizirao generaliziranost tog obrasca u današnje vrijeme, tim je prikupio podatke o veličini tijela za ogroman broj preživjelih vrsta: 5.033 sisavaca, 8.991 ptica, 7.356 gmazova i 2.795 riba.

Iako je obrazac izostao kod morskih sisavaca i morskih ptica, vjerojatno zbog jedinstvenih zahtjeva života u vodi, pojavio se u drugim skupinama kralježnjaka - gmazovima, morskim ribama i pticama na kopnu - koje je tim ispitivao. Uzorak se čak održavao u raznim biomima – na primjer šumama naspram travnjaka naspram pustinja, ili tropskim Atlantskim oceanom naspram umjerenog sjevernog Pacifika – kada se analiziraju kopneni sisavci, kopnene ptice i morske ribe.

"Pokazivanje da to postoji u svim ovim različitim grupama ukazuje na to da je to nešto fundamentalno o tome kako kralježnjaci stječu energiju, kako su u interakciji jedni s drugima i kako koegzistiraju", rekla je koautorica Kate Lyons, docentica bioloških znanosti u Nebraski. "Ne znamo je li to potrebno - možda postoje i drugi načini organiziranja zajednica kralježnjaka s obzirom na veličinu tijela i prehranu - ali svakako je dovoljno."

Istraživače je također zanimalo koliko je dugo U-krivulja mogla izdržati. Stoga su analizirali fosilne zapise 5427 vrsta sisavaca, od kojih neke datiraju još iz razdoblja rane krede od prije 145 milijuna do 100 milijuna godina. Lyons i suradnici izvorno su prikupili fosilne podatke kao dio studije iz 2018. o izumiranju velikih sisavaca od strane ljudi i njihovih nedavnih predaka.

"Prema mojim saznanjima, ovo je najopsežnije istraživanje evolucije veličine tijela i posebno prehrane kod sisavaca tijekom vremena", rekao je Gearty i dodao da je istraživanje otkrilo da se U-krivulja proteže unatrag najmanje 66 milijuna godina, kada su neptičji dinosauri upravo bili zbrisani, ali sisavci su se tek trebali diverzificirati u dominantnu klasu životinja kakva jesu danas.

"Stvarno je zanimljivo i upečatljivo vidjeti da ovaj odnos traje čak i kada imate druge dominantne životinje u blizini. Sumnjamo da zapravo postoji od nastanka sisavaca kao skupine", rekao je Gearty.

Oblik stvari koje dolaze

Nakon što su katalogizirali sadašnjost i prošlost U-krivulje, Gearty, Lyons i njihovi kolege okrenuli su se njezinoj budućnosti ili njezinom potencijalnom nedostatku. Medijan veličine biljojeda i svejeda pao je otprilike 100 puta od pojave neandertalaca i homo sapiensa u posljednjih nekoliko stotina tisuća godina, izvijestio je tim, a veličina mesoždera pala je za oko 10 puta u tom istom razdoblju. Kao rezultat toga, U-krivulja koja je trajala tako dugo počela se primjetno izravnati, rekao je Gearty.

U tom smislu, tim predviđa više od 50% vjerojatnosti da će više velikih i srednjih sisavaca – uključujući tigra i javanskog nosoroga, od kojih oba smatraju ljude svojim jedinim grabežljivcima – izumrijeti u sljedećih 200 godina. Ta predviđena izumiranja samo bi pogoršala poremećaj U-krivulje, rekli su istraživači, posebno u mjeri u kojoj bi gubitak velikih biljojeda mogao potaknuti ili ubrzati gubitak velikih mesoždera koji ih plijene.

"Svakako je moguće da, dok neke od ovih životinja skidamo s vrha (u-krivulje), i kako urušavamo neke od ovih raspona veličina tijela, mijenjamo način na koji se energija dijeli", rekao je Gearty. "To bi možda moglo imati temeljne posljedice za okoliš i ekosustav u cjelini."

Također je moguće, zaključili su istraživači, da bi nadolazeći pad veličine tijela sisavaca mogao nadmašiti čak i pad bez presedana uočen u posljednjih nekoliko stotina tisuća godina.

"U ekološkoj literaturi stalno vidite kako ljudi nagađaju o tome kako su ekosustavi sada manje stabilni, manje otporni i skloniji kolapsu", rekao je Lyons. "Mislim da je ovo samo još jedan niz dokaza koji sugeriraju da bi to doista mogao biti slučaj u budućnosti."

Izvor: Phys.org