Onderzoek deze week gepubliceerd in Science biedt het duidelijkste beeld tot nu toe van de weergalmende gevolgen van de afname van landzoogdieren op voedselwebben in de afgelopen 130.000 jaar.

Het is geen mooie foto.

"Hoewel ongeveer 6% van de landzoogdieren in die tijd is uitgestorven, schatten we dat meer dan 50% van de voedselweblinks van zoogdieren zijn verdwenen", zegt ecoloog Evan Fricke, hoofdauteur van het onderzoek. "En de zoogdieren die het meest waarschijnlijk achteruit zullen gaan, zowel in het verleden als nu, zijn de sleutel tot de complexiteit van het voedselweb van zoogdieren."

Een voedselweb bevat alle verbanden tussen roofdieren en hun prooi in een geografisch gebied. Complexe voedselwebben zijn belangrijk voor het reguleren van populaties zodat meer soorten naast elkaar kunnen bestaan, wat de biodiversiteit en stabiliteit van ecosystemen ondersteunt. Maar de achteruitgang van dieren kan deze complexiteit aantasten en de veerkracht van ecosystemen ondermijnen.

Hoewel de afname van zoogdieren een goed gedocumenteerd kenmerk is van de biodiversiteitscrisis - met veel zoogdieren die nu zijn uitgestorven of in een klein deel van hun historische geografische verspreidingsgebied blijven bestaan ​​- is het niet duidelijk geweest in hoeverre die verliezen de voedselwebben van de wereld hebben aangetast.

Om te begrijpen wat er verloren is gegaan door voedselwebben die landzoogdieren met elkaar verbinden, leidde Fricke een team van wetenschappers uit de Verenigde Staten, Denemarken, het Verenigd Koninkrijk en Spanje bij het gebruik van de nieuwste technieken van machine learning om te bepalen "wie wie at" van 130.000 jaar geleden tot vandaag. Fricke voerde het onderzoek uit tijdens een faculteitsbeurs aan de Rice University en is momenteel onderzoekswetenschapper aan het Massachusetts Institute of Technology.

Met behulp van gegevens over hedendaagse observaties van interacties tussen roofdieren en prooien, trainden Fricke en collega's hun machine learning-algoritme om te herkennen hoe de eigenschappen van soorten de waarschijnlijkheid beïnvloedden dat de ene soort op een andere zou jagen. Eenmaal getraind, kan het model roofdier-prooi-interacties voorspellen tussen paren van soorten die niet direct zijn waargenomen.

"Deze aanpak kan ons vertellen wie wie vandaag eet met een nauwkeurigheid van 90%", zegt Rice-ecoloog Lydia Beaudrot, senior auteur van het onderzoek. "Dat is beter dan eerdere benaderingen hebben kunnen doen, en het stelde ons in staat om roofdier-prooi-interacties voor uitgestorven soorten te modelleren."

Het onderzoek biedt een ongekend globaal beeld van het voedselweb dat zoogdieren uit de ijstijd met elkaar verbond, zei Fricke, evenals hoe voedselwebben er vandaag de dag uit zouden zien als sabeltandkatten, gigantische grondluiaards, buidelleeuwen en wollige neushoorns nog steeds rondzwierven naast overlevende zoogdieren .

"Hoewel fossielen ons kunnen vertellen waar en wanneer bepaalde soorten leefden, geeft deze modellering ons een rijker beeld van hoe die soorten met elkaar omgingen," zei Beaudrot.

Door veranderingen in voedselwebben in de loop van de tijd in kaart te brengen, bleek uit de analyse dat voedselwebben wereldwijd instorten door achteruitgang van dieren.

"De modellering toonde aan dat de voedselwebben van landzoogdieren veel meer zijn afgebroken dan zou worden verwacht als willekeurige soorten waren uitgestorven," zei Fricke. "In plaats van veerkracht onder uitstervingsdruk, tonen deze resultaten een slow-motion voedselwebinstorting veroorzaakt door selectief verlies van soorten met centrale voedselwebrollen."

De studie toonde ook aan dat niet alles verloren is. Terwijl uitsterven ongeveer de helft van de gerapporteerde achteruitgang van het voedselweb veroorzaakte, kwam de rest voort uit samentrekkingen in de geografische verspreidingsgebieden van bestaande soorten.

"Het herstellen van die soorten in hun historische verspreidingsgebied heeft een groot potentieel om deze achteruitgang te keren," zei Fricke.

Hij zei dat inspanningen om inheemse roofdier- of prooisoorten te herstellen, zoals de herintroductie van lynxen in Colorado, Europese bizons in Roemenië en vissers in de staat Washington, belangrijk zijn voor het herstellen van de complexiteit van het voedselweb.

"Wanneer een dier uit een ecosysteem verdwijnt, weergalmt het verlies ervan over het web van verbindingen die alle soorten in dat ecosysteem met elkaar verbinden," zei Fricke. "Ons werk biedt nieuwe instrumenten om te meten wat er verloren is gegaan, wat we nog meer te verliezen hebben als bedreigde diersoorten uitsterven en de ecologische complexiteit die we kunnen herstellen door middel van het herstel van soorten." + Verder verkennen

Verloren vogels en zoogdieren betekenen ondergang voor sommige planten