Ein Mathematiker der RUDN-Universität und ein Kollege entwickelten ein theoretisches Modell des Massensterbens. Das Modell berücksichtigte erstmals zwei wichtige Faktoren – den umgekehrten Einfluss der Vegetation auf den Klimawandel und die evolutionäre Anpassung von Arten. Die Ergebnisse wurden veröffentlicht in Chaos, Solitonen und Fraktale.
In den letzten einer halben Milliarde Jahren gab es fünf bekannte große Massenaussterben, bei denen die Zahl der Arten um mehr als die Hälfte zurückging. Es kam auch zu mehreren Dutzend kleineren Aussterben. Es gibt Debatten über die Ursachen des Massensterbens von Arten. Dazu gehören die globale Erwärmung und Abkühlung. Allerdings ist nicht genau bekannt, welche Faktoren des Klimawandels zum Aussterben führen und welche Prozesse ablaufen.
Ein RUDN-Mathematiker und ein Kollege haben ein theoretisches Modell des Massensterbens aufgrund des Klimawandels erstellt und dabei wichtige Parameter berücksichtigt, die bisher übersehen wurden.
„Massensterben sind ein wichtiger Teil der Geschichte des Lebens auf der Erde. Es wird allgemein angenommen, dass die Hauptursache für Massensterben der Klimawandel ist. Eine signifikante Änderung der Durchschnittstemperatur der Erde führt zu einer globalen Erwärmung oder Abkühlung und löst verschiedene Mechanismen aus, die dazu führen können.“ zum Artensterben führen.“
„In den letzten zwei Jahrzehnten wurden erhebliche Fortschritte beim Verständnis der zugrunde liegenden Ursachen und Auslöser erzielt, viele Fragen bleiben jedoch offen. Beispielsweise ist bekannt, dass nicht jede Klimaveränderung in der Erdgeschichte zu einem Massensterben geführt hat. Daher ist „Es muss Faktoren oder Rückkopplungen geben, die die Auswirkungen des Klimawandels abschwächen“, sagte Sergei Petrovsky, Professor an der RUDN-Universität.
Dabei berücksichtigten die Mathematiker, dass einige Schlüsselakteure des Klimawandels, etwa die Vegetation, zu einer aktiven Rückkopplung beitragen. Das Verhältnis der von der Erde reflektierten Sonnenstrahlung zur Gesamtstrahlung (Albedo) hängt unter anderem von den Eigenschaften der Oberfläche ab, also von ihrer Bedeckung mit Vegetation. Ein zweiter wichtiger Faktor, der häufig übersehen wird, ist die Art und Weise, wie sich Arten an den Klimawandel anpassen.
Die Analyse des mathematischen Modells zeigte, dass das Aussterben einer Art von der empfindlichen Balance zwischen dem Ausmaß des Klimawandels und der Geschwindigkeit der evolutionären Reaktion abhängt. Es stellte sich auch heraus, dass die Anpassung von Arten zu einem sogenannten falschen Aussterben führen kann, wenn die Populationsdichte über einen längeren Zeitraum niedrig bleibt, sich dann aber wieder auf einen sicheren Wert erholt.
Mathematiker überprüften auch die Angemessenheit des Modells, indem sie seine Vorhersagen mit paläontologischen Daten verglichen. Die Häufigkeitsverteilungen des Aussterbens stimmen mit Daten aus der Fossilienanalyse überein.
„Unser Modell zeigt, wie Klima-Vegetations-Wechselwirkungen und die evolutionäre Reaktion einzelner Arten das Aussterben beeinflussen. Diese beiden Faktoren sind wichtig, werden aber praktisch nicht untersucht. Die Vorhersagen des Modells über das Ausmaß des Aussterbens stimmen im Allgemeinen mit paläontologischen Daten überein.“
„Obwohl fossile Beweise bestenfalls nur ein teilweises Bild des wahren Ausmaßes des Aussterbens liefern, verschwinden Arten mit weicherem Körper typischerweise ohne Spuren zu hinterlassen. Es stellt sich die Frage, wie sich dies ändern wird, wenn Daten über Arten mit weichem Körper einbezogen werden.“ Die Analyse bleibt offen. Dies könnte teilweise die Diskrepanz zwischen unserem Modell und den Fossiliendaten erklären“, sagte Sergei Petrovsky, Professor an der RUDN-Universität.
Mehr Informationen:
Amer Alsulami et al., Ein Modell des Massensterbens, das die unterschiedliche evolutionäre Reaktion von Arten auf einen Klimawandel erklärt, Chaos, Solitonen und Fraktale (2023). DOI: 10.1016/j.chaos.2023.114018
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