Нові дослідження виявляють, що `` гарячі точки '' біорізноманіття в тропіках за останні 25 мільйонів років випускали нові види більш швидкими темпами, однак ті, що знаходяться в помірних регіонах, замість цього переповнені видами мігрантів, які, ймовірно, шукали притулку від зміни клімату.
Деякі куточки світу кишать надзвичайною різноманітністю життя. Чарльз Дарвін зазначив, що: "Те саме місце підтримає більше життя, якщо воно буде зайняте дуже різноманітними формами".
Питання про те, як ці "гарячі точки" біорізноманіття - від Каліфорнії до Галапагоських островів - набули такого багатства видів, давно бентежить натуралістів. Зараз вчені з Кембриджського університету провели дослідження великих даних майже всіх видів ссавців та птахів у світі, щоб виявити відповідь - і це дуже різниться залежно від клімату.
Згідно з дослідженням, за останні 25 мільйонів років еволюції тропічні гарячі точки поблизу екватора генерували нові види набагато швидше, ніж їхні прилеглі райони.
Однак точки гарячого біорізноманіття у більш помірних північних регіонах, таких як басейн Середземного моря та Кавказькі гори, в основному заселені емігрантськими видами, що походять з інших місць.
Вчені кажуть, що ці мігранти цілком могли уникати наслідків довготривалих "геологічних процесів", таких як величезні льодовики, що зазіхають. Тепліші кліматичні умови, а також півострови та гірські хребти могли б запропонувати притулок.
Дослідники стверджують, що їх нове дослідження, опубліковане сьогодні в журналі Science Advances, показує, як ці "контрастні макроеволюційні шляхи" сформували нерівномірний розподіл видів по всій планеті.
"Ми десятиліттями знали, що лише підмножина місць на Землі, не більше 20%, містить близько половини всіх видів хребетних. Однак нам не вистачало інструментів і даних, щоб зрозуміти, чому існують ці закономірності", - сказав старший автор доктор Ендрю Таненцап, з Кембриджського відділу рослинництва.
"Широкомасштабні ініціативи з картографування видів по всій планеті та на Дереві життя, а також досягнення в обчислювальній техніці розширюють наше розуміння еволюції захоплюючими способами. Це дослідження тепер може дати відповідь на старе питання, чому різноманітність змінюється стільки по всьому світу ".
Кембриджські вчені використали нові обчислювальні методи для об'єднання декількох гігантських наборів даних. Сюди входило глобальне поширення 11 093 видів птахів і 5 302 ссавців, а також детальні еволюційні дерева, які відстежують походження тисяч організмів у глибокий час.
Таким чином, дослідники змогли проаналізувати розвиток особливо багатих на види районів у кожному з великих "біогеографічних регіонів" Землі - від Австралазії до Нірктики.
Вони виявили, що у гарячих точках біорізноманіття в тропіках, таких як південноамериканські ліси та індонезійські острови, спостерігається вищий рівень "видоутворення" - утворення нових і виразних видів - за останні 25 мільйонів років.
Наприклад, норми видоутворення для птахів у гарячих точках Індо-Малайського регіону були в середньому на 36% вищими, ніж у районах, що не мають точки доступу. Гарячі точки в неотропіках мали майже на 28% вищі види птахів порівняно з негарячими точками.
"Виробництво видів відбувається швидше у тропіках, але зараз ми можемо бачити, що воно дуже швидке у цих гарячих точках біорізноманіття", - сказав провідний автор дослідження д-р Хав'єр Ігеа, також з Кембриджського відділу рослинництва.
"Більше опадів і спекотніших температур підсилюють екосистеми тропічних гарячих точок, виробляючи більше рослин, більше тварин, які харчуються цими рослинами тощо", - сказав він.
"Більша доступна енергія та діапазон середовищ існування в цих гарячих точках сприяли прискоренню диверсифікації видів".
Наприклад, в тропічній точці Мадагаскару знаходиться 12 видів справжнього лемуру, які урізноманітнилися за останні десять мільйонів років. Усі 17 видів мишей-дощових черв'яків, ендемічні для Філіппін, були створені за останні шість мільйонів років.
Знаменито різноманітні в'юрки, яких Дарвін знайшов на Галапагоських островах, як описано в його революційній книзі "Про походження видів", є знаковим прикладом швидкого видоутворення в тропічній точці доступу.
Однак, коли мова зайшла про більш помірні регіони Приморктику (Північна Америка) та Палеарктики (Євразія та Північна Африка), дослідники виявили іншу історію.
Хоча гарячі точки цих регіонів також мали ширший спектр ресурсів та середовищ існування, ніж сусідні райони, дані еволюційних - або філогенетичних - дерев показали, що більшість їх тварин "детоксикувались" десь ще. "Гарячі точки біорізноманіття в помірних поясах були сформовані головним чином міграцією, яка відбулася протягом останніх 25 мільйонів років", - сказав Ігея.
"Ми підозрюємо, що цей приплив іммігрантських видів був наслідком коливань клімату протягом мільйонів років, особливо охолодження. Гарячі точки біорізноманіття могли виступати як притулок, де більше видів може вижити в суворих кліматичних умовах", - сказав він.
Ігея вказує на такі види, як іберійська рись, яка зараз є вихідцем з точки зору Середземного басейну, але зустрічається в Центральній Європі під час плейстоцену - до останнього льодовикового періоду.
Або жовтоклюва сорока, яка стала відокремленою в Каліфорнії після відокремлення від своїх предків - найімовірніше, через зледеніння - понад три мільйони років тому.
"Ми виявили, що гарячі точки у всьому світі мають більшу складність середовищ існування та більше екологічної енергії, але процеси, що впливають на біорізноманіття, дуже відрізняються для тропічних та помірних зон", - сказав Ігея.
Для Таненцапа важливість міграції видів у помірних регіонах свідчить про те, що підтримка зв’язку між гарячими точками повинна бути пріоритетом для майбутніх зусиль із збереження.
"У багатьох із цих районів" гарячих точок "є види, які більше ніде не зустрічаються на Землі, але вони стикаються з руйнівними рівнями втрати середовища існування. Захист цих територій є життєво важливим для збереження різноманіття природного світу", - сказав він.
Бібліографічна довідка:
Дж. Ігея та А. Дж. Таненцап. Безліч макроеволюційних шляхів до того, щоб стати гарячою точкою біорізноманіття. Досягнення Sciecne. DOI: 10.1126/sciadv.aau8067
Археомагнітне дослідження спалених доісторичних матеріалів
ДЖЕРЕЛО | Новини науки і техніки NCyT
Археомагнетизм - це техніка знайомств, яка за останні 15 років зазнала надзвичайного розвитку, особливо в Західній Європі.
Університет Бургоса (UBU) отримав фінансування для розробки в найближчі роки проекту "Археомагнітний аналіз спалених археологічних матеріалів періоду голоцену та плейстоцену" під керівництвом професора Анхеля Карранчо Алонсо з району доісторії та члена підрозділу UIC 165 Консолідовані дослідження, зосереджені на палеомагнетизмі.
Археомагнетизм - це техніка знайомств, яка за останні 15 років зазнала надзвичайного розвитку, особливо в Західній Європі. Хоча для історичних хронологій він може досягти точності, порівнянної з радіовуглецевою (C14), в Західній Європі дуже мало археомагнітних досліджень до першого тисячоліття до нашої ери, тому часовий діапазон застосування все ще досить обмежений (останні 2-3 тисячоліття).
Група палеомагнетизму УБУ є піонером в археомагнітних дослідженнях доісторичних археологічних матеріалів, спалених на Піренейському півострові, особливо у типі матеріалу, відомого як `` фумієри '' (антропні відкладення, спалені в голоценових печерах).
Завдяки археомагнітному вивченню згорілих матеріалів та доісторичних споруд згоряння, цей проект спрямований на отримання нових археомагнітних даних (спрямованість та палеоінтенсивність). Мета, з одного боку, розширити існуючу археомагнітну базу даних на Піренейському півострові приблизно між 6000 - 500 рр. До н. Е., Особливо не вистачає даних. Це дозволить вдосконалити криві та моделі варіації магнітного поля Землі та застосувати техніку археомагнітного датування для цього інтервалу. Крім того, проект пропонує аналіз палеоінтенсивності в доісторичній кераміці, порівнюючи різні техніки.
З іншого боку, буде проведено аналіз магнітних властивостей з метою характеристики складу, концентрації та гранулометрії феромагнітних мінералів, присутніх у матеріалах. Ці аналізи дозволять отримати інформацію, що представляє археологічний інтерес, таку як палеотемператури, оцінити можливі процеси після осадження або диференціювати фази окупації в доісторичних археологічних пам'ятках.
Як уточнюють дослідники, очікувані результати проекту представлятимуть інтерес як з археологічної, так і з геофізичної точки зору. Збір нових археомагнітних даних дозволить нам реконструювати зміни, які зазнало магнітне поле Землі в недалекому минулому, та змоделювати його часову еволюцію.
Навчальні матеріали включають стратиграфічні послідовності «фумерів» з різних півостровних печер, а також експериментальну археологічну діяльність, де ці матеріали відтворюються в контрольованих умовах, щоб зрозуміти процеси їх накопичення, спалення та збереження.
З іншого боку, новим внеском буде археомагнітне дослідження палеолітичних будинків у місті Абрик Романі (Барселона) з метою виявлення можливих діахроній в неандертальських професіях. Разом це добре збережені та датовані незалежно один від одного матеріали віком від середнього палеоліту (верхній плейстоцен) до голоценських культурних фаз, таких як неоліт, халколіт, бронза та залізний вік.
Загалом, це новий та цікавий проект завдяки природі та віку матеріалів, завдяки внесеним ним методологічним внескам та багатопрофільному характеру, що використовується для археологічного та геофізичного поля. UIC 165 (палеомагнетизм UBU) складається з двох жінок та трьох чоловіків, а вся група палеомагнетизму UBU наразі складається з восьми жінок (3 лікарі, 4 докторанти та лаборант) та чотири чоловіки (4 лікарі).
Цей проект нещодавно отримав фінансування з програми підтримки науково-дослідних проектів, схваленої Міністерством освіти та співфінансованої Європейським фондом регіонального розвитку. Це частина Регіональної стратегії досліджень та інновацій у рамках конкурсу на отримання грантів для університетів Кастилії-і-Леон та державних дослідницьких центрів.
Це будуть «медикаменти», урагани Середземномор’я
ДЖЕРЕЛО | Цифрова країна
АВТОР | Мікеланджело Кріадо
Зміна клімату зменшить частоту цих видів ураганів, але зробить їх більш інтенсивними та небезпечними.
З плином століття Середземне море стане дедалі небезпечнішим морем. З глобальним потеплінням це буде виглядати як тропічні моря. Ці нові умови сприятимуть розвитку позатропічних циклонів, дуже схожих на урагани - медикани. Хоча різні моделі та моделювання вказують на те, що їх буде менше, ті, що існують, будуть більш довговічними, інтенсивними та мають більшу руйнівну здатність.
"Зміна клімату перетворює Середземномор'я на більш сприятливе середовище для розвитку ураганів", - говорить Хуан Хесус Гонсалес, науковий співробітник Інституту екологічних наук Університету Кастилія-Ла-Манча (UCLM). Він відразу пояснює, що термін medicán або medicanes є спрощенням і що в Середземномор’ї урагани, подібні тропічним, не трапляються. По-перше, тому що це не тропічне море, а по-друге, тому, що вони ніколи не матимуть інтенсивності та величини урагану категорії 3 - 5. "Але у них однакова фізика", - згадує він.
Медикани формуються особливо в центральному та східному Середземномор'ї. На відміну від ураганів, вони ледве тримаються добу, розчиняючись між 12 і 18 годинами. Його вітри рідко перевищують 100 км/год, а розміри значно менші. Крім того, частота прийому медикаментів становить один-два на рік, порівняно із типовим сезоном ураганів, який лише в Атлантиці зазвичай перевищує 10 з багатьма іншими тропічними штормами. Але обидва вони живуть завдяки конфліктній тепловій взаємодії між морем і повітрям. Обидва мають ту особливу спіральну форму закручених хмар, що обертаються проти годинникової стрілки. І в одному видно око урагану, а в другому - око медика.
Все це змінюється. Недавнє дослідження, опубліковане в журналі Geophysical Research Letters і проведене групою дослідників під керівництвом Гонсалеса, змоделювало появу та розвиток медикаментів в контексті зміни клімату. Модель була розроблена американськими вченими, що спеціалізуються на ураганах, і вже використовується для моделювання та прогнозування ураганів до категорії 5. Спочатку вони запускали модель назад, до 1985 року, бачачи, що вона з великою надійністю відтворює ліки, що з'явилися з потім. Потім вони обрали проміжний кліматичний сценарій, який очікується до кінця століття, і перенесли його в майбутнє. Вони знайшли хороші та погані новини.
"Частота прийому медикаментів буде меншою", - коментує дослідник UCLM. Це шторми, які досягають Середземного моря з Атлантики і стають тропічними циклонами, але, внаслідок глобального потепління, "відбувається розширення тропіків і перенесення в широту субтропіків, а це означає, що штормам буде важче дістатися туди ", - пояснює Гонсалес. Тож частота зменшиться, будуть роки, коли не з’являться ліки.
Але решта умов буде гіршою, тобто кращою для медичних препаратів. "Зміна клімату робить Середземномор'я більш тропічним, а море є тим, що живить медикамента", - пояснює Гонсалес. Згідно з результатами їхніх досліджень, хоча частота може бути зменшена на 34%, кількість ліків, що тривають більше 24 годин, збільшиться. "Вони зможуть досягти стійкого вітру 125 км/год та поривів із вищою швидкістю, що потрапляє в категорію 1 ураганів", - підрахував дослідник UCLM. Ризик отримання великого медикану буде вищим на початку осені і буде зосереджений особливо в Іонічному морі, на схід від чобота Італії.
При більшій тривалості та більшій інтенсивності вітрів так званий індекс дисипації енергії також збільшиться, і це міра, яка пов’язана з руйнівною здатністю цих циклонів. "Крім того, на відміну від ураганів, які, як правило, йдуть за передбачуваним прямолінійним маршрутом, медикаменти мають більш хаотичні та нерегулярні траєкторії", попереджає Гонсалес, дослідження якого пов'язане з європейським проектом SOCLIMPACT, присвяченим оцінці впливу зміни клімату на європейських островах.
"Їхні висновки схожі на результати, які ми отримали", - розповідає професор метеорології з Університету Балеарських островів Рому Ромеро, група якого роками займається дослідженням лікарських засобів. У 2017 році, використовуючи зовсім іншу методологію, підтримувану генерацією синтетичних циклонів, він підрахував, що, як і в роботі UCLM, відбудеться скорочення цих циклонів (між 5% і 10%), але, форми, вони будуть більш інтенсивними ", - додає він.
Взагалі кажучи, більшість із них будуть слабкими, деякі поміркованими, а деякі насильницькими. Ключовим тут є посилення вітру, який має нелінійний вплив на інтенсивність медикану. "Руйнівна сила багато в чому пов'язана з транспортом кінетичної енергії: помірне збільшення стійких вітрів на поверхні може експоненціально збільшити її руйнівну здатність", - згадує Ромеро. За їхніми підрахунками, Середземномор'я матиме ліки, які можуть містити вітри до 140-150 км/год. Для Ромеро, "із зміною клімату ймовірність того, що вони потраплять до категорії 1 [урагани], більше не буде мізерною".
Бібліографічна довідка:
Хуан Дж. Гонсалес - Алеман та ін. 2019 р. Потенційне збільшення небезпеки від дії середземноморських ураганів із глобальним потеплінням. Геофізичні дослідницькі листи. DOI: 10.1029/2018GL081253