Kredit:Tom Womack, CC BY-NC-SA
New Zealand kan være relativt lille, men dens fossile optegnelse afslører et globalt vigtigt økologisk forhold mellem antallet af arter, deres rolle i økosystemet og havets temperaturer.
Vi brugte New Zealands eksemplariske fossile rekord af bløddyr fra de sidste 40 millioner år til at undersøge, hvordan havets temperaturer påvirker antallet af arter. Vores forskning viser en ny, grundlæggende mønster.
Vi fandt en stigning i artsrigdommen i perioder med varmere havtemperaturer, samt et højere antal arter, der udfylder lignende økologiske roller i New Zealands kystnære koldtvandsøkosystemer. Sidstnævnte er en foranstaltning kendt som funktionel redundans.
En sådan økologisk redundans kan øge økosystemets modstandsdygtighed over for miljøændringer. Taget for pålydende, vores resultater kan ses som opmuntrende nyheder for New Zealands biodiversitet i lyset af global opvarmning.
Men vores resultater er baseret på naturlige ændringer i havtemperaturen i fortiden. Med den nuværende menneskedrevne opvarmning, den udfoldende biodiversitetskrise – hyldet som den sjette masseudryddelse – vil sandsynligvis udspille sig anderledes end tidligere masseudryddelsesbegivenheder.
Indvirkningen på New Zealands fremtidige biodiversitet vil sandsynligvis også afvige fra de mønstre, vi kan udlede fra fossiloptegnelsen.
Marine organismer fundet i New Zealands tidligere og nuværende kystfarvande. Kredit:Tom Womack, CC BY-ND
Måling af biodiversitet
Biodiversitet måler mangfoldigheden af liv på Jorden, typisk som antal eller overflod af arter. Tidligere mangfoldighedsmønstre kan bruges som udgangspunkt for at forstå, hvordan nuværende menneskeskabte ændringer påvirker den.
Men biodiversitet har mange dimensioner, og en simpel optælling af antallet af arter måler kun ét aspekt.
Nyere forskning har fremhævet vigtigheden af økosystemfunktion, som beskriver rækken af ting, organismer gør i et økosystem. Økosystemfunktion kan måles som funktionel rigdom.
For eksempel, den almindelige skaldyr toheroa ( Paphies ventricosa ) og tuatua ( Paphies subtriangulata ) fundet langs New Zealands kystlinjer er to forskellige toskallede arter. Men begge udfører meget lignende økologiske roller. De lever på sandstrande og filtrerer mikroskopiske madpartikler fra brændingen.
Vi henviser til en stigning i antallet af arter, der spiller den samme økologiske rolle som høj funktionel redundans. Dette har været forbundet med bedre økosystemresiliens i lyset af miljøændringer.
Omvendt tab af arter i et økosystem med lav funktionel redundans vil sandsynligvis føre til funktionel udryddelse, og som et resultat, økosystem kollaps.
I tidligere perioder med varmere havtemperaturer, antallet af marine arter var sandsynligvis højere. Kredit:James Crampton, CC BY-ND
Resultaterne af vores undersøgelse er baseret på den geografiske fordeling af fossile arter og forholdet til funktionel rigdom gennem geologisk tid. Dette forhold indebærer, at en stigning i havtemperaturen omkring New Zealand bør føre til en stigning i både antallet af arter, der lever i vores farvande, og funktionel redundans.
Dette tyder igen på, at i tidligere varmere intervaller, New Zealands økosystemer kan have været mere modstandsdygtige over for miljøændringer.
New Zealands fossile optegnelse over bløddyr giver en baseline for, hvad der kan forventes over hundredtusinder til millioner af år fra naturlig havopvarmning.
Den observerede sammenhæng mellem funktionel redundans og havtemperatur i løbet af de sidste 40 millioner år stemmer overens med observationer fra den moderne, levende havfauna. Sidstnævnte viser også stigende antal arter og funktionel redundans ved varmere, lavere breddegrader. Dette tyder på, at dette mønster er et langvarigt forhold af regional og global betydning.
Fremtiden for New Zealands lavvandede marine økosystemer
Den sjette masseudryddelse henviser til det igangværende tab af global biodiversitet som en direkte årsag til menneskelig aktivitet.
Efterhånden som atmosfæriske kuldioxidniveauer fortsætter med at stige i takt med øgede hastigheder af habitatforringelse, vi forpligter i øjeblikket overlevende arter til at uddø langt ud i fremtiden. Dette er kendt som "udryddelsesgæld".
Vores undersøgelse er baseret på tusindvis af fossilsamlinger fra hele New Zealand, ligner en vist her. Kredit:Tom Womack, CC BY-ND
Men biodiversiteten er ikke jævnt fordelt over Jorden, og individuelle regioner kan reagere forskelligt på miljøændringer.
Hvad betyder det for bevarelsen af New Zealands biodiversitet?
Selvom artsrigdommen forventes at stige fra den isolerede effekt af klimaopvarmning i New Zealand over lange tidsskalaer, et økosystem kan samtidig få arter gennem artsvandring, mens det mister hjemmehørende arter gennem udryddelse.
Nyere forskning tyder også på, at den udfoldede sjette masseudryddelse er forbundet med selektiv fjernelse af funktionelle grupper, for eksempel store rovfisk. Dette vil sandsynligvis føre til øgede rater af funktionel udryddelse.
Undersøgelser af de globale marine fossiler antyder relativt minimale tab af funktionel rigdom under selv de største udryddelsesbegivenheder i Jordens historie.
Dette er bekræftet i New Zealands lavvandede marine fossiler, hvor store fald i artsrigdommen gennem de sidste 40 millioner år har resulteret i minimalt tab af funktionel rigdom. Som resultat, den sjette masseudryddelse kan være anderledes og få uforudsigelige konsekvenser.
Af disse grunde, New Zealands bevaring skal tage højde for de langsigtede virkninger af klimaændringer og fokusere ikke kun på at beskytte hjemmehørende arter, men på at bevare økosystemets funktion.
Mens vi forpligter os til yderligere havopvarmning og tab af biodiversitet, vi øger fremtidens udslettelsesgæld, både globalt og regionalt. Der er voksende beviser på virkningen af menneskelig aktivitet, inklusive global opvarmning, vil afvige fra mønstre forudsagt fra naturlige miljøændringer i fortiden.
Dette er især vigtigt for tempererede marine økosystemer. De er sårbare over for klimaændringer, men dækker en stor del af Jordens marine rige. I New Zealand, disse økosystemer er hjemsted for mange endemiske dyr og planter - vores taonga at beskytte.
Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.