Российские учёные разработали математическую модель, которая позволяет спрогнозировать судьбу современных видов растений и животных, а также целых экосистем. Уравнение составлено с учётом множества переменных: климатических, антропогенных и других факторов. Такие расчёты помогут не только предсказать возможное вымирание видов, но и предотвратить это, вовремя приняв меры. Учёные проверили полученную модель на истории массовых вымираний прошлого — для этого исследователи воспользовались палеонтологическими данными.
Учёные из ООО «ЦНИР» (Великий Новгород), Института проблем машиностроения РАН (Санкт-Петербург) и Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» имени В.И. Ульянова совместно с коллегами из Великобритании создали математическую модель вымирания видов животных и растений в зависимости от климатических условий. Уравнения позволяют спрогнозировать судьбу современных крупных экосистем, чтобы уберечь их от гибели. Об этом RT сообщили в пресс-службе Российского научного фонда. Исследование поддержано грантом РНФ. Результаты опубликованы в журнале Applied Mathematical Modelling.
Математическая модель описывает взаимодействие климата с биосферой. Она объединяет три другие модели: первая описывает тепловой баланс Земли (баланс энергии процессов теплопередачи и излучения в атмосфере и на поверхности Земли. — RT), вторая учитывает изменение ареалов, а третья — конкуренцию видов за ресурсы.
В результате удалось составить «уравнение вымираний» видов животных и растений под влиянием меняющихся факторов: природных и антропогенных. Подставляя данные о реальных климатических и прочих условиях в уравнение, можно получить прогноз о судьбе того или иного вида при сохранении текущей ситуации. Соответственно, станет ясно, в какие сроки и что именно нужно изменить, чтобы спасти вид от вымирания.
Если климат меняется медленнее или с той же скоростью, с какой адаптируются виды, то миграция организмов и изменения границ ареалов происходят медленнее. Если же климат меняется слишком быстро, то даже такая крупная и стабильная экосистема, как тайга или смешанный лес, может распасться на более мелкие и несбалансированные, а затем и вовсе исчезнуть.
Учёные проверили модель, применив её к данным о видовом разнообразии и погодных условиях на территории современной Европы 16—4 млн лет назад. Тогда сильное похолодание погубило целые экосистемы. Данные о животных и растениях той эпохи математикам предоставили коллеги-палеоботаники и палеогеографы.
«С одной стороны, наша теория позволит точнее моделировать климат и экосистемы прошлого, поскольку ископаемые данные часто противоречивы и недостаточны. С другой стороны, она важна и для современного мира: с её помощью мы сможем прогнозировать скорость сокращения ареалов растительных биомов», — рассказал в беседе с RT один из авторов работы, ведущий научный сотрудник ООО «ЦНИР» и Института проблем машиноведения РАН Сергей Вакуленко.