Pająki pomagają zrozumieć, co przyczynia się do różnorodności biologicznej na różnych obszarach
Zrozumienie przestrzennych wzorców różnorodności biologicznej i procesów odpowiedzialnych za rozmieszczenie gatunków ma kluczowe znaczenie dla biologii konserwatorskiej. Taka wiedza pomaga wyjaśnić, dlaczego w niektórych regionach występuje większa liczba gatunków oraz jakie są główne czynniki kształtujące różnorodność biologiczną na różnych obszarach biogeograficznych i w różnych ekosystemach. Dlatego też skuteczne strategie ochrony różnorodności powinny koncentrować się nie tylko na ochronie poszczególnych gatunków czy obszarów, ale także na utrzymaniu procesów funkcjonalnych i ewolucyjnych na różnych poziomach przestrzennych. W odpowiedzi na to wyzwanie zespół naukowców skupionych wokół finansowanego przez UE projektu BIODIV ISLAND-CONT zajął się badaniem procesów biogeograficznych i ewolucyjnych, które przyczyniają się do różnorodności biologicznej. Wykorzystując pająki jako modelowe organizmy i analizując wiele zbiorów danych dotyczących wysp i kontynentów (archipelagu Makaronezji i Półwyspu Iberyjskiego), badacze mogli porównać, co kształtuje różnorodność biologiczną w różnych modelowych systemach oraz gdzie unikalne procesy wpłynęły na obecny skład gatunkowy.
Wielodyscyplinarne podejście
Podczas badań naukowcy zastosowali wiedzę z dziedziny taksonomii, filogenezy, ekologii funkcjonalnej i synekologii. „Przeprowadziliśmy amplifikację i sekwencjonowanie genów mitochondrialnych i jądrowych do rekonstrukcji filogenezy, wykonaliśmy analizy filogenetycznych wzorców czasowo-przestrzennych pochodzenia gatunków oraz stworzyliśmy bazę danych cech funkcjonalnych pająków. Obliczyliśmy także różne wskaźniki różnorodności (taksonomicznej, funkcjonalnej i filogenetycznej) oraz przeprowadziliśmy analizy statystyczne”, mówi Nuria Macias, stypendystka programu „Maria Skłodowska-Curie”. Zdaniem koordynatora projektu Pedro Cardoso największym wyzwaniem projektu było przetwarzanie dużej ilości danych. „Musieliśmy odtworzyć filogenezę i zebrać dane morfologiczne dla około 600 gatunków”, wyjaśnia. „Z tego, co wiemy, jest to jedyne badanie ukierunkowane na porównanie wzorców różnorodności biologicznej na wyspach z systemami kontynentalnymi, w którym łączy się aspekty ekologiczne i ewolucyjne w celu znalezienia wzorców łączenia się organizmów w grupy i wzorców funkcjonowania ekosystemu”. Badacze odkryli odmienne wzorce filogenetycznej i funkcjonalnej struktury grup organizmów w obu ekosystemach, co wynika z różnych ekologicznych i ewolucyjnych cech wysp i kontynentów. „Na łączenie się gatunków w grupy wpływają różne mechanizmy w różnych ekosystemach: zasada konkurencyjnego wypierania ogranicza współistnienie blisko spokrewnionych gatunków na niektórych wyspach, z kolei filtrowanie środowiskowe umożliwia gatunkom o podobnych cechach osiedlić się w danym środowisku”, tłumaczy Macias.
Ochrona różnorodności biologicznej
Zgodnie z przewidywaniami naukowców liczba gatunków oraz funkcjonalna i filogenetyczna różnorodność są większe na kontynencie niż na wyspach. Jednak biorąc pod uwagę wyłącznie dane dotyczące bogactwa gatunkowego, funkcjonalna różnorodność jest podobna w obu ekosystemach, co wskazuje na to, że rolę ekologiczną wielu gatunków z kontynentu, które nie są w stanie skolonizować archipelagów, przejmują gatunki zajmujące rozległe „puste” nisze ekologiczne na wyspach. Dzięki realizacji projektu BIODIV ISLAND-CONT naukowcy lepiej rozumieją teraz, dlaczego bogactwo gatunkowe na wyspach jest mniejsze niż na kontynencie. „W przypadku pająków – podobnie jak u innych organizmów – wiele spokrewnionych gatunków różni się pod względem morfologii oraz strategii interakcji ze środowiskiem stosowanych w celu unikania konkurencji i wykorzystywania nowych warunków, ale liczba funkcji, jakie pełnią gatunki, jest porównywalna”, zauważa Cardoso. Realizacja projektu BIODIV ISLAND-CONT przyczyniła się do powiększenia stanu wiedzy naukowej na temat makroewolucji. Rezultaty projektu będą także przydatne dla zainteresowanych stron i decydentów do tworzenia przyszłych strategii zarządzania ochroną gatunków, co oznacza, że projekt wniósł znaczny wkład w ochronę różnorodności biologicznej i usług ekosystemowych na całym świecie.
Słowa kluczowe
BIODIV ISLAND-CONT, gatunek, różnorodność biologiczna, filogenetyczny, wyspa, kontynent, pająki, ekosystem, biogeograficzny, cecha
