Новое международное исследование, проведенное Институтом экологических наук и технологий Автономного университета Барселоны (ICTA-UAB), изучило распределение биомассы среди всех живых существ в Мировом океане, от бактерий до китов. Их количественная оценка воздействия человека показывает фундаментальное изменение одной из самых масштабных моделей жизни.
Ученые из ICTA-UAB в Испании, Института математики и естественных наук Макса Планка в Германии, Технологического университета Квинсленда в Австралии, Института науки Вейцмана в Израиле и Университета Макгилла в Канаде использовали достижения в области наблюдений за океаном и большие мета анализы, показывающие, что антропогенное воздействие уже имело серьезные последствия для более крупных океанических видов и резко изменило одну из самых масштабных моделей жизни — модель, охватывающую биоразнообразие всего океана, от бактерий до китов.
Старые образцы биомассы морского планктона, полученные 50 лет назад, заставили исследователей предположить, что примерно равные количества биомассы встречаются во всех размерах.
Например, хотя бактерии на 23 порядка меньше по размеру голубого кита, их количество на 23 порядка больше. Эта гипотеза о спектре размеров с тех пор не подвергалась сомнению, хотя никогда не была проверена на глобальном уровне — от бактерий до китов.
Авторы исследования впервые попытались проверить эту гипотезу в глобальном масштабе. Они использовали исторические реконструкции и модели морских экосистем для оценки биомассы до начала промышленного промысла (до 1850 г.) и сравнили эти данные с современными.
«Одна из самых больших проблем при сравнении организмов, относящихся к бактериям и китам, — это огромные различия в масштабах», — говорит ведущий автор исследования Ян Хаттон, в настоящее время работающий в Институте математики и естественных наук Макса Планка. «Соотношение их масс эквивалентно соотношению массы человека и всей Земли. Мы оценили организмы в малой части шкалы из более чем 200 000 проб воды, собранных по всему миру, но более крупная морская жизнь требовала совершенно других методов».
Новый подход был сфокусирован на 12 основных группах водных организмов, расположенных примерно в 33 000 узловых точек океана. Оценка доиндустриальных условий океана (до 1850 г.) в значительной степени подтвердила исходную гипотезу: существует удивительно постоянная биомасса для всех классов размеров.
«Мы были поражены, увидев, что каждый класс размера содержит примерно 1 гигатонну биомассы во всем мире», — отмечает соавтор работы Эрик Гэлбрейт. Однако он сразу же указал на исключения в любой крайности. В то время как бактерии чрезмерно представлены в холодных темных регионах океана, самые крупные киты относительно редки, что подчеркивает исключения из исходной гипотезы.
В отличие от ровного спектра биомассы в океане до 1850 года, исследование спектра в настоящее время выявило воздействие человека на биомассу океана через новую призму.
В то время как рыболовство и китобойный промысел составляют менее 3 процентов потребления пищи людьми, их влияние на спектр биомассы разрушительно: крупные рыбы и морские млекопитающие, такие как дельфины, потеряли около 60%, причем наибольшая группа — киты, пострадали почти на 90%. По оценкам авторов, эти потери уже превышают потенциальные потери биомассы даже при экстремальных сценариях изменения климата.
«Люди повлияли на океан более драматично, чем просто выловили много рыбы. Кажется, что мы нарушили спектр размеров — одно из самых больших степенных распределений, известных в природе», — говорят ученые. Эти результаты дают новый количественный взгляд на то, в какой степени антропогенная деятельность изменила жизнь в глобальном масштабе.