Биологическое разнообразие – это разнообразие живых организмов, жизненных пространств и экосистем на суше, в воде и в воздухе. Практически всюду на Земле наблюдается процесс уменьшения биологического разнообразия. С 1500 года вымерло около 600 видов позвоночных животных, из них около 500 видов – с 1900 года. За последние 100 лет исчезло больше видов птиц, чем за предыдущие 3000 лет. Но уменьшается не только количество видов животных, но и число представителей каждого вида. Сегодня на Земле живёт на 60 % меньше позвоночных организмов по сравнению с 1970 годом.
Но что плохого в том, что на Земле будет меньше животных и растений? Биологическое разнообразие необходимо защищать. поскольку богатые видами экосистемы более стабильны, чем бедные, и могут лучше восстанавливаться. Высокое биологическое разнообразие также положительно влияет на глобальный климат. Так, например, богатые видами субтропические леса способны поглотить углерода в два раза больше, чем монокультуры.

Гребневик мнемиопсис – новичок в Европе
Вследствие влияния человека различные виды животных постоянно осваивают новые территории. Если в новой экосистеме у живых существ не окажется естественных врагов, они могут быстро размножиться и вытеснить местные виды. Поэтому таких пришельцев называют «инвазивными видами».
Гребневик мнемиопсис изначально обитал у восточного побережья США. Предположительно, он попал в Европу вместе с балластными водами грузовых судов, и затем его разнесло морскими течениями. Для этого достаточно привезти несколько экземпляров. С 2005 года он также очень сильно распространился в Северном и Балтийском морях. Проблема в том, что гребневик мнемиопсис питается икрой, личинками рыб и даже мальками.
© Пиеро Малаер и LPETTET / iStock

Наблюдение за животными из космоса
Животные на Земле постоянно находятся в движении. Некоторые - например, перелетные птицы или северные олени - регулярно преодолевают тысячи километров. Пока что мы очень мало знаем об этих миграциях и их значении для экосистем Земли. Это то, что международное исследовательское сотрудничество Icarus хочет изменить. Для этого ученые оснащают мини-передатчиками животных по всему миру, таких как птицы, летучие мыши или дикие козы. Они записывают многочисленные данные о поведении животных и отправляют их на спутник, как только он пролетает над местом нахождения животных. Полученные данные о миграционных перемещениях используются для поведенческих исследований и сохранения видов, а также для изучения путей распространения инфекционных заболеваний. Таким образом, даже прогнозирование экологических изменений и стихийных бедствий может стать возможным. Все данные публикуются в свободно доступной базе данных Movebank. До весны 2022 года Международная космическая станция функционировала как приемная станция для сигналов передатчиков Icarus. В будущем данные будут передаваться на современные небольшие спутники, которые будут более гибкими в использовании.

↑ В базе данных Movebank можно получить информацию о миграционных
перемещениях животных даже без знаний программирования.
© MPI для поведенческой биологии / Max Cin

Эксперимент «Йена»
Какое влияние может оказать утрата биологического разнообразия? Этот вопрос изучается в рамках эксперимента «Йена», на примере травяной экосистемы. Это один из самых крупных экспериментов, касающихся биологического разнообразия, в мире. Под руководством Университета им. Фридриха-фон-Шиллера учёные исследуют в течение длительного времени изменения в видовом составе и их последствия на экосистему. Для этого было разбито свыше 500 участков, каждый из которых был засеян 60 различными видами растений. Результаты показали, что большое видовое разнообразие растений положительно влияют на экосистему. Богатые видами луга, например, лучше впитывают поверхностные воды и более устойчивы к засухам и наводнениям. Кроме того, они оказывают положительное влияние на появление и распространение других видов, например обитающих там животных. Однако, некоторые части экосистемы реагируют на изменения очень медленно. Так, рост разнообразия почвенных организмов может быть подтверждён только примерно через четыре года.

Какие факторы влияют на биологическое разнообразие? Исследование охватывает более 500 опытных участков.
© Катарина Пичманн

Искусственный интеллект на дне моря
Изменение климата представляет угрозу для коралловых рифов. Но исследование точного влияния на месте все ещё крайне затратно. Поэтому команда исследователей моря из Института морской микробиологии им. Макса Планка сконструировала подводного робота HyperDiver. Система оснащена оптическим сенсором, который аналогичен сенсорам спутниковых систем для наблюдения за окружающей средой. При этом состояние кораллов может определяться по цветовому спектру. Основополагающим принципом HyperDiver является самообучающийся алгоритм, форма искусственного интеллекта. Он самостоятельно распознаёт кораллы, водоросли и губки. Преимущество: сбор информации может осуществить любой, кто владеет навыками погружения, а не только обученные морские биологи. Сначала подводный робот поставляет сырые данные. Затем эти данные анализируются на суше, а система автоматически составляет карты и отчёты.

Система HyperDiver использует искусственный интеллект, чтобы точно зафиксировать состояние кораллов.
© HyperSurvey, Бенжамин Мюллер