Ko je Charles Darwin leta 1835 prvič zaplul v trop na krovu HMS Beagle, je bil omamljen. 26-letni naravoslovec je pričakoval, da bo našel enako raven raznolikosti rastlin in živali, kot ga je pustil za seboj v višjih širinah Plymouth-a v Angliji. Namesto tega je na balvanskih otokih Galapagos našel množico čudnih in raznolikih bitij, ki uspevajo skupaj.
Sorodne vsebine
- Kako je tisočletna drevesa postala nova slonovina
- Kako se lahko znanstveniki in avtohtone skupine združijo za zaščito gozdov in podnebja
- Zakaj 10 dnevnih ton Ant Poop ohranja uspeh tega deževnega gozda
Darwin je obiskal obalo, da bi raziskal, v svojih opombah je zapisal, da je število različnih rastlinskih in živalskih prebivalcev na drobnih tropskih otokih presenetljivo kot na drugih mestih ob njegovem potovanju. Spraševal se je: Kako je bilo mogoče, da imajo tropi tako veliko večjo raznolikost kot severnejši gozdovi Evrope? Ali ne bi morala ta tesno natrpana bitja že zdavnaj pregnati izumrtje?
Darwin ni nikoli izvedel odgovora na to posebno skrivnost (navsezadnje je imel veliko na pamet) in tako je vprašanje vztrajalo še eno stoletje. Nazadnje sta v zgodnjih sedemdesetih letih dva ekologa neodvisno izpostavila isto hipotezo, da bi pojasnila skrivnostni pojav - vsaj z drevesi.
Daniel Janzen in Joseph Connell sta podala na videz protislovno razlago. Morda, sta trdila, presenetljivo rastlinsko raznolikost, ki jo najdemo v tropskih gozdovih, omogočata dva dejavnika: prisotnost "naravnih sovražnikov", ki ciljajo na določene vrste in preverjajo velikost populacije, ter nagnjenost mladostnikov ene vrste, da se naselijo daleč stran od njihovih staršev, izven dosega teh plenilcev.
Do nedavnega so raziskovalci lahko le dokazali, da v lokaliziranih študijah velja hipoteza Janzen-Connell. Težava je bila v tem, da jim primanjkuje dostopa do vrste svetovnih nizov podatkov, potrebnih za razlago širšega planetarnega vzorca upada raznolikosti od ekvatorja do polov. Zdaj v novi raziskavi, ki je bila prejšnji teden objavljena v reviji Science, raziskovalci dokazujejo, da je ta hipotezirani mehanizem res odgovoren za svetovne trende v biotski raznovrstnosti gozdov.
Myers ima sadiko tropskega drevesa v deževnem gozdu Amazonije v Peruju. (Jonathan Myers) Lani sta se gozdna ekologa Jonathan Myers in Joe LaManna odpravila na delavnico v Hainan na Kitajskem, ki sta se osredotočila na analizo podatkov, ki jih je ustvaril Smithsonian's Forest Global Earth Observatory (ForestGEO), mrežo 60 gozdov po vsem svetu, ki jih izčrpno spremljajo. Myers in LaManna, univerza Washingtona v Saint Louisu v Missouriju, sta vedela, da lahko ForestGEO zagotovi svetovni nabor podatkov, ki ga potrebujejo za odgovor na vprašanje, ki jih že od Darwinove plovbe muči in drugih ekologov.
"Ena od presenetljivih razlik med zmernimi in tropi je, da so vse te" ekstra "vrste zelo redke, " pravi LaManna, podoktorski raziskovalec in prvi avtor nove študije. Upoštevajte, da je zmerne gozdove mogoče zapolniti od zidov do sten z drevesi rdečega lesa, tropi pa so prepleteni s kopico edinstvenih dreves, ki v svojih vrstah pogosto obstajajo izolirano od drugih. "Kako lahko te redke vrste vztrajajo pred izumrtjem?" Se sprašuje Myers, profesor biologije in soavtor študije.
Odgovor na to vprašanje je zahteval veliko prizadevanja. Nabor podatkov je na zahteven način razdelil 2, 4 milijona dreves od 3000 vrst, da se zagotovi primerljivost po vsakem gozdu. Več kot 50 soavtorjev iz 41 institucij, vključno s Smithsonianovim, je nato analiziralo podatke, ki so se razprostirali na 24 parcelah ForestGEO okoli planeta. "Bilo je veliko, " pravi LaManna. "Vsako steblo premera do enega centimetra je preslikano, izmerjeno, označeno in identificirano."
Herkulov napor se je izplačal. Po analizi podatkov so ugotovili presenetljiv trend: Na območjih z večjim številom odraslih dreves je bilo manj mladih mladic iste vrste. Ta vzorec je bil v tropih bolj izrazito kot v zmernih regijah, ki so jih vzorčili.
To pomeni, da za razliko od ekosistemov z višjo širino v bližini ekvatorjev drevesa manj verjetno soobstajajo okoli sosedov v isti družini. Kot da bi se v nekem trenutku drevesni starši in njihovi mladički požiralci soglasno strinjali, da je čas za selitev iz kleti. Razen v gozdu življenje na daljavo ne omogoča samo, da se matična drevesa razsajajo v praznem gnezdu. Za vrsto je stvar življenja in smrti.
"Z drevesi je manj neposrednega vpliva matičnega drevesa na potomce, " pravi Myers. "To je posreden učinek, kjer naravni sovražniki, ki napadajo odrasle, napadajo tudi potomce." Ti sovražniki so lahko povzročitelji bolezni, plenilci semen ali rastlinojede živali, ki ciljajo na eno vrsto. Tako kot gosta človeška populacija v mestih omogoča hitro širjenje nalezljivih bolezni, lahko tudi ti sovražniki hitro opustošijo gozd gozda iste vrste.
Če se vaše sadike oddaljijo dlje, je manj verjetno, da jih bo kateri koli sovražnik zbrisal. "Mislite, da sovražniki slabo vplivajo na drevesa, zlasti na majhna številčnost, " pravi LaManna. "Toda lahko so močna stabilizacijska sila - [sovražniki] jih dejansko lahko preprečijo in preprečijo, da bi izumrli." Lahko bi rekli: Z takimi sovražniki potrebujete prijatelje?
"Spremenjen je način razmišljanja o ekologiji, " pravi Myers. "Sovražnik lahko dejansko ugodno vpliva na ohranjanje redkih vrst v teh skupnostih, zlasti v tropih."
Rastlinski plenilci za seboj puščajo listje luknje v Madidi v Boliviji. (Jonathan Myers) Podatki ponujajo prepričljivo razlago, zakaj vidimo svetovne vzorce biotske raznovrstnosti, pravi Gary Mittelbach, gozdni ekolog in profesor integrativne biologije na Michigan State University, ki ni bil vključen v študijo. "Dejstvo, da so jim uspeli to pokazati na svetovni osnovi s standardiziranimi metodami, pomaga učvrstiti idejo, " pravi Mittelbach.
Slabost študije je, da kljub temu, da implicira svetovni trend, ni vzorcev iz severa Srednje Evrope ali južno od Papue Nove Gvineje. "Želim si, da bi jih bilo več [gozdov] v Aziji in Evropi, tako da niso vsi na visoki širini v Severni Ameriki, " pravi Mittelbach. Kljub temu, da imamo vzorci z velikih zemljepisnih širin, "sem še vedno precej prepričan v vzorec, " pravi.
Čeprav so raziskovalci uspešno pokazali, da trend, ki sta ga navedla Janzen in Connell, drži, vprašanje, kaj točno povzroča, da so tropi tako raznoliki, še vedno ostaja.
Myers ugiba, da lahko stabilnost tropskega podnebja prispeva k njegovi bogati biotski raznovrstnosti v primerjavi z drastičnimi spremembami, ki so se zgodile v geoloških časih na višjih širinah. "V zmernem pasu je bilo v zadnjih tisočletjih veliko več motenj, " pravi. Z "vznemirjanjem" Myers pomeni ledene ploskve, ki so se v preteklosti Zemlje večkrat buldozirale po Severni Ameriki.
Tropi takšnih motenj še niso zdržali. Raziskovalci pripisujejo visoko razmnoževanje in nizko stopnjo izumrtja pri tropskih vrstah rastlin in živali relativno ugodnemu podnebju. To se jim je do zdaj dobro odrezalo, vendar se gozdovi po vsem svetu spreminjajo zaradi bolj nestabilnih podnebnih vzorcev. Na primer, ko višje zemljepisne širine postajajo toplejše, se zmerna drevesa počasi selijo proti severu.
"Ob posredovanju moči biotskih interakcij med sovražniki in drevesi lahko podnebje neposredno ali posredno vpliva podnebje, " pravi Myers. "Tam, kjer je topleje ali vlažnejše, lahko pričakujete, da bodo patogeni imeli močnejši vpliv."
Globalni trend, ki so ga razkrili raziskovalci, ponazarja, koliko raznolikosti biološkega življenja na Zemlji je lahko odvisno od medsebojnih interakcij. "Ta mehanizem je proces v svetovnem merilu in govorimo o interakcijah med odraslimi, mladimi in njihovimi specializiranimi sovražniki v merilu 10 metrov, " pravi LaManna. "Ta zelo lokalna interakcija prispeva k vzorcu biotske raznovrstnosti po vsem svetu."
