มนุษย์ทำลายคุณสมบัติพื้นฐานอายุ 66 ล้านปีของระบบนิเวศ – “สิ่งนี้ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน”

ภาพประกอบของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

ภาพประกอบที่มีสัตว์กินพืชเป็นอาหารสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม (สีเขียว) สัตว์กินพืชทุกอย่าง (สีม่วง) สัตว์ที่ไม่มีกระดูกสันหลัง (สีเหลือง) และสัตว์กินเนื้อ (สีแดง) แต่ละคอลัมน์ประกอบด้วยสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่สูญหายไปในช่วง 2.58 ล้านปีที่ผ่านมา (สีอ่อน); ที่คาดว่าจะสูญหายในอนาคตอันใกล้ (ร่มเงาปานกลาง ความน่าจะเป็นที่จะสูญพันธุ์ >50%); และกลุ่มที่มีแนวโน้มจะยังคงอยู่ (เงามืด ความน่าจะเป็นที่จะสูญพันธุ์ < 20%) การศึกษาใหม่จากมหาวิทยาลัยเนแบรสกา–ลินคอล์นและสถาบันในสี่ทวีปกล่าวว่าการสูญพันธุ์ของมนุษย์ที่เกี่ยวข้องกับสัตว์กินพืชและสัตว์กินเนื้อที่ใหญ่ที่สุดกำลังรบกวนสิ่งที่ดูเหมือนจะเป็นคุณลักษณะพื้นฐานของระบบนิเวศในอดีตและปัจจุบัน เครดิต: Julius Csotonyi / นิเวศวิทยาและวิวัฒนาการของธรรมชาติ

พบความสัมพันธ์ขนาดอาหารในช่วงเวลาลึก ๆ กลุ่มสัตว์มีกระดูกสันหลังหลายกลุ่ม

จากการศึกษาใหม่ ความสัมพันธ์รูปตัว U ระหว่างอาหารและขนาดในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบนบกสมัยใหม่ อาจหมายถึง “สากล” เนื่องจากความสัมพันธ์ครอบคลุมอย่างน้อย 66 ล้านปีและกลุ่มสัตว์มีกระดูกสันหลังหลายกลุ่ม

เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่นักนิเวศวิทยาตระหนักว่าการสร้างกราฟความสัมพันธ์ขนาดอาหารของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบนบกทำให้เกิดเส้นโค้งรูปตัวยูเมื่อจัดแนวสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเหล่านั้นบนการไล่ระดับจากพืชสู่โปรตีน ตามที่แสดงโดยเส้นโค้งนั้น สัตว์กินพืชที่กินพืชทางด้านซ้ายสุดและสัตว์กินเนื้อที่กินเนื้อทางด้านขวาสุดมีแนวโน้มที่จะเติบโตใหญ่กว่าสัตว์กินพืชที่กินทุกอย่างและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่กินสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่อยู่ตรงกลาง

“เราไม่แน่ใจว่าจะเกิดอะไรขึ้น เพราะสิ่งนี้ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน” — จะ Gearty

อย่างไรก็ตาม จนถึงปัจจุบัน แทบไม่มีงานวิจัยใดที่มองหารูปแบบอื่นนอกเหนือจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหรือในสมัยปัจจุบัน ในการศึกษาครั้งใหม่ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเนแบรสกา–ลินคอล์น และสถาบันต่างๆ ในสี่ทวีปได้สรุปว่ารูปแบบดังกล่าวมีมาตั้งแต่สมัยที่ลึกลงไป และนำไปใช้กับนกที่อาศัยอยู่บนบก สัตว์เลื้อยคลาน และแม้แต่ปลาน้ำเค็ม

อย่างไรก็ตาม การศึกษายังชี้ให้เห็นว่าการสูญพันธุ์ของสัตว์กินพืชและสัตว์กินเนื้อที่ใหญ่ที่สุดโดยมนุษย์ทำให้เกิดการหยุดชะงักในสิ่งที่ดูเหมือนจะเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของระบบนิเวศทั้งในอดีตและปัจจุบัน โดยมีผลกระทบที่คาดเดาไม่ได้

“เราไม่แน่ใจว่าจะเกิดอะไรขึ้น เพราะสิ่งนี้ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน” Will Gearty นักวิจัยด้านดุษฏีบัณฑิตจาก Nebraska และผู้เขียนร่วมของการศึกษากล่าว ซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Nature Ecology and Evolution เมื่อวันที่ 21 เมษายน “แต่เนื่องจากระบบอยู่ในสถานะที่มั่นคงมาเป็นเวลานาน มันจึงเกี่ยวข้องกับสิ่งที่อาจเกิดขึ้นเมื่อพวกเขาออกจากสถานะนั้น”

เพิ่มไซส์ ลดไซส์

ประวัติวิวัฒนาการและระบบนิเวศน์ของสัตว์ชนิดต่างๆ สามารถบอกได้บางส่วนผ่านอิทธิพลของอาหารและขนาดที่เกี่ยวพันกัน Gearty กล่าว อาหารของสปีชีส์จะเป็นตัวกำหนดการใช้พลังงาน ซึ่งจะผลักดันการเติบโตและในที่สุดก็ช่วยกำหนดขนาดของมัน ขนาดดังกล่าวยังสามารถจำกัดคุณภาพและปริมาณของอาหารที่มีอยู่สำหรับสายพันธุ์ได้ แม้ว่าจะกำหนดเกณฑ์สำหรับคุณภาพและปริมาณที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิต

“คุณสามารถใหญ่พอๆ กับที่อาหารของคุณจะทำให้คุณเป็นได้” Gearty กล่าว “ในขณะเดียวกัน คุณมักจะตัวใหญ่เท่าที่จำเป็นในการจับและแปรรูปอาหารของคุณ จึงมีปฏิสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการอยู่ที่นั่น”

ความสัมพันธ์รูปตัวยูระหว่างอาหารและขนาด

ตัวเลขที่แสดงความสัมพันธ์รูปตัวยูระหว่างอาหารและขนาด (หรือมวลเป็นกิโลกรัม) ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบนบก ส่วนสีเทาของแท่งแท่งแสดงถึงสปีชีส์ที่กำลังใกล้สูญพันธุ์ โดยส่วนที่เป็นสีขาวแสดงถึงสปีชีส์ที่สูญพันธุ์ไปแล้ว เครดิต: นิเวศวิทยาธรรมชาติและวิวัฒนาการ / Springer Nature

เนื่องจากอาหารที่มีพืชเป็นอาหารเป็นส่วนประกอบหลักนั้นมีคุณค่าทางโภชนาการค่อนข้างต่ำ พวกมันจึงมักจะเติบโตอย่างมากเพื่อครอบคลุมพื้นที่มากขึ้นเพื่อหาอาหารได้มากขึ้น และรองรับระบบทางเดินอาหารที่ยาวและซับซ้อนซึ่งดึงสารอาหารสูงสุดออกมา ในขณะเดียวกัน สัตว์กินเนื้อจะต้องโตพอที่จะไล่ตามและกำจัดสัตว์กินพืชเหล่านั้น แม้ว่าเมนูบุฟเฟ่ต์ของสัตว์กินพืชทุกชนิดจะทำให้อิ่มท้อง แต่ความต้องการพลังงานสูงโดยทั่วไปทำให้พวกเขามุ่งเน้นไปที่ถั่ว แมลง และอาหารขนาดเล็กที่มีพลังงานสูงอื่นๆ และในขณะที่สัตว์ที่ไม่มีกระดูกสันหลังชอบเหยื่อที่อุดมด้วยโปรตีนเป็นส่วนใหญ่ ธรรมชาติของเหยื่อตัวจิ๋วนั้น รวมกับการแข่งขันที่ดุเดือดจากสัตว์ที่กลับกลายอื่นๆ อีกจำนวนมาก กลับผลักไสพวกมันให้มีขนาดเล็กที่สุด

ผลลัพธ์สุดท้าย: การกระจายรูปตัว U ของขนาดร่างกายเฉลี่ยและสูงสุดในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เพื่อวิเคราะห์ลักษณะทั่วไปของรูปแบบดังกล่าวในยุคปัจจุบัน ทีมงานได้รวบรวมข้อมูลขนาดร่างกายสำหรับสายพันธุ์ที่รอดตายจำนวนมาก ได้แก่ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม 5,033 ตัว นก 8,991 ตัว สัตว์เลื้อยคลาน 7,356 ตัว และปลา 2,795 ตัว

“เป็นเรื่องที่น่าสนใจและน่าทึ่งจริงๆ ที่เห็นว่าความสัมพันธ์นี้ยังคงมีอยู่แม้ว่าคุณจะมีสัตว์อื่นๆ ที่มีอำนาจเหนือกว่าอยู่รอบๆ” — จะ Gearty

แม้ว่ารูปแบบจะหายไปในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในทะเลและนกทะเล อาจเป็นเพราะความต้องการเฉพาะในการอาศัยอยู่ในน้ำ แต่ก็ปรากฏอยู่ในกลุ่มสัตว์มีกระดูกสันหลังอื่นๆ เช่น สัตว์เลื้อยคลาน ปลาน้ำเค็ม และนกบนบก ซึ่งตรวจสอบโดยทีมวิจัย รูปแบบนี้เกิดขึ้นแม้กระทั่งในชีวนิเวศต่างๆ เช่น ป่าไม้ กับ ทุ่งหญ้า กับ ทะเลทราย หรือมหาสมุทรแอตแลนติกเขตร้อนกับมหาสมุทรแปซิฟิกตอนเหนือที่มีอากาศอบอุ่น เมื่อวิเคราะห์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบนบก นกบนบก และปลาน้ำเค็ม

Kate Lyons ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์ชีวภาพของ Nebraska กล่าวว่า “การแสดงให้เห็นว่าสิ่งนี้มีอยู่ในกลุ่มต่างๆ เหล่านี้ทั้งหมด ชี้ให้เห็นว่ามันเป็นพื้นฐานเกี่ยวกับการที่สัตว์มีกระดูกสันหลังได้รับพลังงาน วิธีที่พวกมันมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน และการอยู่ร่วมกันของพวกมัน . “เราไม่รู้ว่าจำเป็นหรือไม่ – อาจมีวิธีอื่นในการจัดชุมชนสัตว์มีกระดูกสันหลังที่เกี่ยวกับขนาดร่างกายและอาหาร – แต่ก็เพียงพอแล้ว”

แต่นักวิจัยก็สนใจที่จะเรียนรู้ว่าเส้นโค้งยูจะทนได้นานแค่ไหน ดังนั้นพวกเขาจึงวิเคราะห์บันทึกซากดึกดำบรรพ์จากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม 5,427 สายพันธุ์ ซึ่งบางสายพันธุ์มีอายุย้อนไปถึงยุคต้น ยุคครีเทเชียส สมัย 145 ล้านถึง 100 ล้านปีก่อน เดิมที Lyons และเพื่อนร่วมงานได้รวบรวมข้อมูลฟอสซิลซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการศึกษา 2018 เกี่ยวกับการสูญพันธุ์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดใหญ่ด้วยน้ำมือของมนุษย์และบรรพบุรุษล่าสุดของพวกมัน

Gearty กล่าวว่า “สำหรับความรู้ของฉัน นี่เป็นการศึกษาที่ครอบคลุมมากที่สุดเกี่ยวกับวิวัฒนาการของขนาดร่างกาย และโดยเฉพาะอย่างยิ่งอาหารในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในช่วงเวลาต่างๆ”

เผยให้เห็นว่าเส้นโค้งรูปตัวยูนั้นย้อนกลับไปอย่างน้อย 66 ล้านปี เมื่อไดโนเสาร์ที่ไม่ใช่นกเพิ่งถูกกำจัดไป แต่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมยังไม่สามารถกระจายไปสู่กลุ่มสัตว์ที่โดดเด่นเช่นทุกวันนี้

Gearty กล่าวว่า “มันน่าสนใจจริงๆ และน่าทึ่งจริงๆ ที่เห็นว่าความสัมพันธ์นี้ยังคงมีอยู่ แม้ว่าคุณจะมีสัตว์ที่โดดเด่นอื่นๆ อยู่ด้วยก็ตาม

“เราสงสัยว่ามันมีอยู่จริงตั้งแต่เริ่มเลี้ยงสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเป็นกลุ่ม”

รูปทรงของสิ่งที่จะเกิดขึ้น

เมื่อทำรายการปัจจุบันและอดีตของเส้นโค้ง U, Gearty แล้ว Lyons และเพื่อนร่วมงานของพวกเขาได้หันไปหาอนาคตหรืออาจขาดสิ่งนี้ ขนาดมัธยฐานของสัตว์กินพืชและสัตว์กินพืชทุกชนิดลดลงประมาณ 100 เท่านับตั้งแต่การเกิดขึ้นของนีแอนเดอร์ทัลและ โฮโมเซเปียนส์ ในช่วงสองสามแสนปีที่ผ่านมา ทีมรายงาน โดยขนาดของสัตว์กินเนื้อลดลงประมาณ 10 เท่าในช่วงเดียวกันนั้น เป็นผลให้เส้นโค้ง U ที่คงอยู่เป็นเวลานานเริ่มแบนลงอย่างเห็นได้ชัด Gearty กล่าว

ในทางเดียวกัน ทีมวิจัยคาดการณ์ว่ามีโอกาสมากกว่า 50% ที่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดใหญ่และขนาดกลางหลายตัว ซึ่งรวมถึงเสือโคร่งและแรดชวา ซึ่งทั้งสองอย่างนี้นับว่ามนุษย์เป็นผู้ล่าเพียงตัวเดียวของพวกมัน จะสูญพันธุ์ภายใน 200 ปีข้างหน้า นักวิจัยกล่าวว่าการสูญพันธุ์ที่คาดการณ์ไว้เหล่านี้จะทำให้การหยุดชะงักของเส้นโค้ง U รุนแรงขึ้นเท่านั้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่การสูญเสียสัตว์กินพืชขนาดใหญ่สามารถกระตุ้นหรือเร่งการสูญเสียสัตว์กินเนื้อขนาดใหญ่ที่เป็นเหยื่อของพวกมัน

“เป็นไปได้อย่างแน่นอนที่เมื่อเรานำสัตว์เหล่านี้บางส่วนออกจากด้านบน (ของเส้นโค้ง U) และเมื่อเรายุบช่วงขนาดร่างกายบางส่วน เรากำลังเปลี่ยนแปลงวิธีการแบ่งพลังงาน” Gearty พูดว่า. “นั่นอาจมีผลกระทบพื้นฐานต่อสิ่งแวดล้อมและระบบนิเวศโดยรวม”

นักวิจัยสรุปว่า การลดลงของขนาดร่างกายของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่กำลังจะเกิดขึ้นนั้น อาจแซงหน้า แม้กระทั่งการลดลงอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อนในช่วงสองสามแสนปีที่ผ่านมา

“คุณยังคงเห็นในวรรณคดีนิเวศวิทยา ผู้คนคาดเดาว่าระบบนิเวศในปัจจุบันมีเสถียรภาพน้อยลง มีความยืดหยุ่นน้อยลง และมีแนวโน้มที่จะพังทลายมากขึ้น” ลียงกล่าว “ฉันคิดว่านี่เป็นเพียงหลักฐานอีกแนวหนึ่งที่บ่งชี้ว่าอาจเป็นอย่างนั้นในอนาคต”

ข้อมูลอ้างอิง: “การหยุดชะงักของมนุษย์ต่อรูปแบบที่มีมายาวนานของโครงสร้างขนาดโภชนาการในสัตว์มีกระดูกสันหลัง” โดย Rob Cooke, William Gearty, Abbie SA Chapman, Jillian Dunic, Graham J. Edgar, Jonathan S. Lefcheck, Gil Rilov, Craig R. McClain, Rick D . Stuart-Smith, S. Kathleen Lyons and Amanda E. Bates, 21 เมษายน 2022, นิเวศวิทยาธรรมชาติและวิวัฒนาการ.
DOI: 10.1038/s41559-022-01726-x

Gearty และ Lyons เป็นผู้ประพันธ์การศึกษาร่วมกับ Robert Cooke จากศูนย์นิเวศวิทยาและอุทกวิทยาแห่งสหราชอาณาจักร Amanda Bates จากมหาวิทยาลัยวิกตอเรีย (แคนาดา); Abbie Chapman จาก University College London; Jillian Dunic จากมหาวิทยาลัย Simon Fraser (แคนาดา); Graham Edgar และ Rick Stuart-Smith จากมหาวิทยาลัยแทสเมเนีย (ออสเตรเลีย); Jonathan Lefcheck จากศูนย์วิจัยสิ่งแวดล้อม Smithsonian; Craig McClain จาก Louisiana Universities Marine Consortium; และ Gil Rilov จาก Israel Limnological and Oceanographic Research

(Visited 1 times, 1 visits today)

Be the first to comment

Leave a comment

Your email address will not be published.


*