Când Charles Darwin a navigat pentru prima dată în tropice la bordul HMS Beagle în 1835, el a fost uimit. Naturalistul în vârstă de 26 de ani se aștepta să găsească același nivel de diversitate de plante și animale ca el lăsat în urmă în latitudinile mai înalte din Plymouth, Anglia. În schimb, pe insulele Galapagos balsam, a găsit o multitudine de creaturi ciudate și diverse, care prosperau împreună.
Continut Asemanator
- Cât de copaci vechi de o mie de ani au devenit Noul Fildeș
- Modul în care oamenii de știință și grupurile indigene pot face echipă pentru a proteja pădurile și clima
- De ce 10 tone zilnice de furnicar păstrează această pădure ploioasă înfloritoare
Urcând să exploreze, Darwin a notat în notele sale că numărul diferitor locuitori „vegetali și animale” de pe micile insule tropicale a fost izbit mai mare decât în alte site-uri de-a lungul călătoriei sale. El s-a întrebat: Cum a fost posibil ca tropice să pară că dețin atât de multă diversitate decât pădurile mai nordice ale Europei? Nu ar fi trebuit ca aceste creaturi bine împachetate să se fi stins până la dispariție cu mult timp în urmă?
Darwin nu a aflat niciodată răspunsul la acel mister anume (la urma urmei, el a avut multe în minte) și astfel întrebarea a persistat încă un secol. În sfârșit, la începutul anilor ’70, doi ecologi au creat independent aceeași ipoteză pentru a explica fenomenul misterios - cel puțin cu copacii.
Daniel Janzen și Joseph Connell au prezentat o explicație aparent contraintuitivă. Poate, au spus ei, uimitoare diversitate vegetală pe care o găsim în pădurile tropicale este permisă de doi factori: prezența „dușmanilor naturali” care vizează specii specifice și mențin controlul asupra dimensiunilor populației și tendința tinerilor unei specii de a se stabili departe. din partea părinților lor, dincolo de întinderea acelor prădători.
Până de curând, cercetătorii nu au putut decât să demonstreze că ipoteza Janzen-Connell este valabilă în studiile localizate. Problema era că nu aveau acces la tipurile de seturi de date globale necesare pentru a explica modelul planetar mai larg de scădere a diversității de la ecuator la poli. Acum, într-un nou studiu publicat săptămâna trecută în revista Science, cercetătorii arată că acest mecanism ipotezat este într-adevăr responsabil pentru tendințele globale ale biodiversității forestiere.
Myers deține o răsaduri de copaci tropicali în pădurea tropicală Amazon din Peru. (Jonathan Myers) Anul trecut, ecologii forestieri Jonathan Myers și Joe LaManna s-au deplasat la un atelier din Hainan, China, concentrat pe analiza datelor generate de Observatorul Pământului Global al Pământului (ForestGEO) din Smithsonian, o rețea de 60 de păduri de pe planetă care sunt monitorizate exhaustiv. Myers și LaManna, ambele de la Universitatea Washington din Saint Louis, Missouri, știau că ForestGEO ar putea furniza setul de date global de care aveau nevoie pentru a răspunde la întrebarea care i-a învrednit pe ei și pe alți ecologiști de la călătoria lui Darwin.
„Una dintre diferențele izbitoare dintre temperaturi și temperaturi tropicale este că toate acele specii„ în plus ”sunt foarte rare”, spune LaManna, un cercetător post-doctoral și primul autor al noului studiu. Luați în considerare faptul că pădurile temperate pot fi împachetate cu pereți de lemn de seară, în timp ce tropicalele sunt punctate cu o grămadă de copaci unici, care există adesea izolat de alții din speciile lor. „Cum pot persista acele specii rare în fața dispariției?”, Întreabă Myers, profesor de biologie și coautor în cadrul studiului.
Răspunsul la această întrebare a necesitat o întreprindere masivă. Setul de date a ridicat 2, 4 milioane de copaci din 3.000 de specii într-o manieră exigentă pentru a asigura comparabilitatea în fiecare pădure. Peste 50 de coautori din 41 de instituții, inclusiv Smithsonian, au analizat apoi datele, care au cuprins 24 de parcele ForestGEO în jurul planetei. „A fost mult”, spune LaManna. „Fiecare tulpină de până la un centimetru în diametru este mapată, măsurată, etichetată și identificată."
Efortul herculean a dat rezultate. După analizarea datelor, au descoperit o tendință surprinzătoare: în zonele cu un număr mai mare de copaci adulți, au fost mai puține puieți tineri din aceeași specie. Acest tipar a fost izbitor de mai pronunțat în tropice decât în regiunile temperate pe care le-au eșantionat.
Aceasta înseamnă că, spre deosebire de ecosistemele cu latitudine mai mare, aproape de arborii ecuatorului sunt mai puțin susceptibili să coexiste în jurul vecinilor din aceeași familie. Este ca și cum, la un moment dat, părinții copacilor și copiii lor sălbatici au fost de acord în unanimitate că este timpul să se mute din subsol. Cu excepția unei păduri, trăirea mai departe nu le permite copacilor părinți să se luxeze în cuibul lor gol. Este vorba despre viață și moarte pentru specie.
„Cu copacii, este mai puțin un efect direct al arborelui părinte asupra urmașilor”, spune Myers. „Este un efect indirect în care dușmanii naturali care atacă adulții atacă și urmașii.” Acești dușmani ar putea fi agenți patogeni, prădători de semințe sau ierbivore care vizează o specie. La fel cum populațiile umane dense din orașe permit răspândirea rapidă a bolilor transmisibile, acești dușmani pot devasta rapid o pădure densă din aceeași specie.
Dacă răsadurile tale se așază mai departe, este totuși mai puțin probabil ca vreunul inamic să le șteargă pe toate. „Crezi că dușmanii sunt influențe proaste asupra copacilor, în special a celor cu abundență redusă”, spune LaManna. „Dar pot fi o forță de stabilizare puternică - [dușmanii] îi pot proteja și împiedica să dispară.” Ați putea spune: Cu dușmani de genul acesta, cine are nevoie de prieteni?
„S-a schimbat modul în care gândesc despre ecologie”, spune Myers. „Inamicul poate avea un efect benefic în menținerea speciilor rare din aceste comunități, în special la tropice.”
Pradorii erbivizi lasă în urmă frunze găurite în Madidi, Bolivia. (Jonathan Myers) Datele oferă explicații convingătoare de ce vedem modelele globale de biodiversitate pe care le facem, spune Gary Mittelbach, ecolog forestier și profesor de biologie integrativă la Michigan State University, care nu a fost implicat în studiu. „Faptul că au putut să-l prezinte la nivel mondial cu metode standardizate ajută la consolidarea ideii”, spune Mittelbach.
O slăbiciune a studiului este că, deși implică o tendință globală, nu există probe din nordul Europei Centrale sau din sudul Papua Noua Guinee. „Mi-aș dori să aibă mai multe [păduri] în Asia și Europa, așa că nu toate cele cu latitudine înaltă sunt în America de Nord”, spune Mittelbach. Chiar și cu lipsa eșantioanelor din latitudini mari, cu toate acestea, „sunt încă destul de convins de model”, spune el.
Deși cercetătorii au arătat cu succes că tendința lansată de Janzen și Connell este adevărată, rămâne încă întrebarea despre ceea ce face ca tropele să fie atât de diverse.
Myers speculează că stabilitatea climatului tropical poate contribui la bogata sa biodiversitate, în comparație cu schimbările drastice care au avut loc de-a lungul timpului geologic în latitudinile mai mari. „În ultimii mii de ani, a fost mult mai multă perturbare în zona temperată”, spune el. Prin „tulburări”, Myers înseamnă foi de gheață care s-au bulldozat în mod repetat în America de Nord în trecutul Pământului.
Tropicele nu au suportat astfel de tulburări. Cercetătorii atribuie ratelor ridicate de reproducere și de extincție scăzute la speciile tropicale de plante și animale climatului relativ confortabil. Acest lucru a fost bine rezolvat pentru ei până acum, dar pădurile din întreaga lume se schimbă ca urmare a modelelor climatice mai volatile. De exemplu, pe măsură ce latitudinile mai mari devin mai calde, pomii temperati migrează lent spre nord.
„Poate exista o influență directă sau indirectă a climatului în medierea forței interacțiunilor biotice dintre inamici și copaci”, spune Myers. „Unde este mai cald sau mai umed, s-ar putea să vă așteptați ca agenții patogeni să aibă o influență mai puternică.”
Tendința globală pe care acești cercetători au descoperit-o ilustrează cât de mult poate varia diversitatea vieții biologice de pe Pământ pe interacțiuni la scară mică. „Acest mecanism este un proces la scară globală și vorbim despre interacțiunile dintre adulți, tineri și dușmanii lor specializați la scara de 10 metri”, spune LaManna. „Această interacțiune la scară locală contribuie la un model de biodiversitate pe întregul glob.”
