Όταν ο Κάρολος Δαρβίνος ξεπέρασε τις τροπικές διαδρομές του HMS Beagle το 1835, ήταν έκπληκτος. Ο 26χρονος φυσιοδίφης αναμενόταν να βρει το ίδιο επίπεδο ποικιλότητας φυτών και ζώων, όπως είχε αφήσει πίσω στα υψηλότερα γεωγραφικά πλάτη του Πλύμουθ της Αγγλίας. Αντ 'αυτού, στα άγρια νησιά Γκαλαπάγκος, βρήκε ένα πλήθος από παράξενα και ποικίλα πλάσματα που ευημερούν μαζί.
σχετικό περιεχόμενο
- Πώς τα χιλιάδες χρόνια παλιά δέντρα έγιναν το νέο ελεφαντόδοντο
- Πώς οι επιστήμονες και οι ιθαγενείς ομάδες μπορούν να δημιουργήσουν μια ομάδα για να προστατεύσουν τα δάση και το κλίμα
- Γιατί 10 Ημερήσιοι Τόνοι Άγριων Αδερφών Κρατήστε Αυτά τα Rainforest Ακραία
Κωπηλασία στην ξηρά για εξερεύνηση, ο Ντάργουιν σημειώνει στις σημειώσεις του ότι ο αριθμός των διαφορετικών «φυτικών και ζωικών» κατοίκων σε μικροσκοπικά τροπικά νησιά ήταν εντυπωσιακά υψηλότερος από ό, τι σε άλλες τοποθεσίες κατά μήκος του ταξιδιού του. Αναρωτιόταν: Πώς ήταν δυνατόν οι τροπικές περιοχές να φαινόταν να έχουν πολύ περισσότερη ποικιλομορφία από τα βόρεια δάση της Ευρώπης; Δεν θα έπρεπε αυτά τα σφιχτά γεμάτα πλάσματα να έχουν μάθει να εξαφανίζονται εδώ και πολύ καιρό;
Ο Δαρβίνος ποτέ δεν βρήκε την απάντηση στο συγκεκριμένο μυστήριο (τελικά, είχε πολλά στο μυαλό του) και έτσι το ερώτημα συνεχίστηκε για έναν άλλο αιώνα. Τέλος, στις αρχές της δεκαετίας του 1970, δύο οικολόγοι ανέπτυξαν ανεξάρτητα την ίδια υπόθεση για να εξηγήσουν το μυστήριο φαινόμενο - τουλάχιστον με τα δέντρα.
Ο Daniel Janzen και ο Joseph Connell διατύπωσαν μια φαινομενικά αντιφατική ερμηνεία. Ενδεχομένως, έμοιαζαν, η εκπληκτική ποικιλότητα των φυτών που συναντάμε στα τροπικά δάση επιτρέπεται από δύο παράγοντες: την παρουσία «φυσικών εχθρών» που στοχεύουν συγκεκριμένα είδη και τη διατήρηση του μεγέθους του πληθυσμού και την τάση των νεαρών ατόμων ενός είδους να εγκατασταθούν μακριά από τους γονείς τους, πέρα από την περιοχή των αρπακτικών αυτών.
Μέχρι πρόσφατα, οι ερευνητές μπόρεσαν μόνο να αποδείξουν ότι η υπόθεση Janzen-Connell ισχύει στις τοπικές μελέτες. Το πρόβλημα ήταν ότι δεν είχαν πρόσβαση στο είδος των παγκόσμιων συνόλων δεδομένων που απαιτούνται για να εξηγήσουν το ευρύτερο πλανητικό πρότυπο της μείωσης της ποικιλομορφίας από τον ισημερινό στους πόλους. Τώρα, σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε την περασμένη εβδομάδα στο επιστημονικό περιοδικό Science, οι ερευνητές δείχνουν ότι αυτός ο υποθετικός μηχανισμός είναι πράγματι υπεύθυνος για τις παγκόσμιες τάσεις στη δασική βιοποικιλότητα.

Πέρυσι, οι δασολογικοί οικολόγοι Jonathan Myers και Joe LaManna ταξίδεψαν σε εργαστήριο στο Hainan της Κίνας, επικεντρώνοντας την προσοχή τους στην ανάλυση των δεδομένων που προέρχονται από το Δασικό Global Earth Observatory (ForestGEO) του Smithsonian, ένα δίκτυο 60 δασών σε όλο τον πλανήτη που παρακολουθούνται εξαντλητικά. Οι Myers και LaManna, και οι δύο από το Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον στο Saint Louis του Μιζούρι, ήξεραν ότι το ForestGEO θα μπορούσε να παράσχει το παγκόσμιο σύνολο δεδομένων που χρειάστηκε για να απαντήσει στην ερώτηση που τους έπληξε και άλλους οικολόγους από το ταξίδι του Ντάργουιν.
"Μια από τις εντυπωσιακές διαφορές μεταξύ των εύκρατων και των τροπικών είναι ότι όλα αυτά τα« έξτρα »είδη είναι πολύ σπάνια», λέει η LaManna, μεταδιδακτορικός ερευνητής και πρώτος συγγραφέας της νέας μελέτης. Θεωρήστε ότι τα εύκρατα δάση μπορούν να συσκευαστούν από τον τοίχο στον τοίχο με δέντρα κόκκινου, ενώ οι τροπικές περιοχές είναι γεμάτες με μια σειρά από μοναδικά δέντρα που συχνά υπάρχουν σε απομόνωση από τους άλλους στο είδος τους. "Πώς μπορούν αυτά τα σπάνια είδη να παραμείνουν ενάντια στην εξαφάνιση;" ρωτάει ο Myers, καθηγητής βιολογίας και συν-συγγραφέας στη μελέτη.
Η απάντηση σε αυτό το ερώτημα απαιτούσε μια τεράστια επιχείρηση. Το σύνολο δεδομένων συγκέντρωσε 2.4 εκατομμύρια δέντρα από 3.000 είδη με ακριβή τρόπο για να εξασφαλίσει συγκρισιμότητα σε κάθε δάσος. Περισσότεροι από 50 συν-συγγραφείς από 41 ιδρύματα, συμπεριλαμβανομένου του Smithsonian, ανέλυαν τα δεδομένα, τα οποία κάλυπταν 24 οικόπεδα ForestGEO γύρω από τον πλανήτη. "Ήταν πολύ, " λέει η LaManna. "Κάθε στέλεχος με διάμετρο ενός εκατοστού χαρτογραφείται, μετράται, επισημαίνεται και αναγνωρίζεται."
Η προσπάθεια του Ηρακλή ξεκίνησε. Μετά την ανάλυση των δεδομένων, βρήκαν μια εκπληκτική τάση: Σε περιοχές με μεγαλύτερο αριθμό ενήλικων δένδρων, υπήρχαν λιγότερα νεαρά φυτά του ίδιου είδους. Αυτό το μοτίβο ήταν εντυπωσιακά πιο έντονο στις τροπικές περιοχές από ό, τι στις εύκρατες περιοχές στις οποίες υποβλήθηκαν.
Αυτό σημαίνει ότι, αντίθετα με τα οικοσυστήματα μεγαλύτερου γεωγραφικού πλάτους, κοντά στα δέντρα του ισημερινού είναι λιγότερο πιθανό να συνυπάρχουν γύρω από τους γείτονες της ίδιας οικογένειας. Είναι σαν, σε κάποιο σημείο, οι γονείς των δέντρων και τα εκκολαπτόμενα παιδιά τους συμφώνησαν ομόφωνα ότι ήταν καιρός να φύγουν από το υπόγειο. Εκτός από ένα δάσος, η διαμονή μακρύτερα μεταξύ τους δεν επιτρέπει μόνο στα γονικά δένδρα να πεθαίνουν στην κενή φωλιά τους. Είναι μια ζωή και θάνατος για το είδος.
"Με τα δέντρα είναι λιγότερο άμεσο αποτέλεσμα του γονικού δέντρου στους απογόνους", λέει ο Myers. "Είναι μια έμμεση επίδραση όπου οι φυσικοί εχθροί που επιτίθενται στους ενήλικες επιτίθενται επίσης στους απογόνους." Αυτοί οι εχθροί θα μπορούσαν να είναι παθογόνοι, θηρευτικοί σπόροι ή φυτοφάγα ζώα που στοχεύουν ένα είδος. Όπως οι πυκνοί πληθυσμοί των ανθρώπων στις πόλεις επιτρέπουν την ταχεία εξάπλωση των μεταδοτικών ασθενειών, αυτοί οι εχθροί μπορούν να καταστρέψουν ταχέως ένα πυκνό δάσος του ίδιου είδους.
Εάν όμως τα φυτά σας εγκαταλείψουν πιο μακριά, είναι λιγότερο πιθανό ότι οποιοσδήποτε εχθρός θα τα σβήσει όλα. "Σκέφτεστε ότι οι εχθροί είναι κακές επιρροές στα δέντρα, ειδικά εκείνες με χαμηλή αφθονία", λέει η LaManna. "Μπορούν όμως να είναι μια ισχυρή σταθεροποιητική δύναμη - οι εχθροί μπορούν πραγματικά να τους αποτρέψουν και να τους αποτρέψουν να εξαφανιστούν". Θα μπορούσατε να πείτε: Με τους εχθρούς σαν αυτό, που χρειάζεται φίλους;
"Έχει αλλάξει τον τρόπο που σκέφτομαι για την οικολογία", λέει ο Myers. "Ο εχθρός μπορεί πραγματικά να έχει ευεργετική επίδραση στη διατήρηση των σπάνιων ειδών σε αυτές τις κοινότητες, ειδικά στις τροπικές περιοχές".

Τα στοιχεία παρέχουν αναπόφευκτη εξήγηση για το γιατί βλέπουμε τα παγκόσμια πρότυπα βιοποικιλότητας που κάνουμε, λέει ο Gary Mittelbach, δασικός οικολόγος και καθηγητής ενσωματωτικής βιολογίας στο κρατικό πανεπιστήμιο του Michigan που δεν συμμετείχε στη μελέτη. "Το γεγονός ότι ήταν σε θέση να το δείξουν σε παγκόσμια βάση με τυποποιημένες μεθόδους βοηθά στην εδραίωση της ιδέας", λέει ο Mittelbach.
Μια αδυναμία της μελέτης είναι ότι, αν και συνεπάγεται μια παγκόσμια τάση, δεν υπάρχουν δείγματα από το βόρειο τμήμα της Κεντρικής Ευρώπης ή νότια της Παπούα Νέας Γουινέας. "Είχα την επιθυμία να έχουν περισσότερα δάση στην Ασία και την Ευρώπη, οπότε δεν είναι όλα τα μεγάλα γεωγραφικά πλάτη στη Βόρεια Αμερική", λέει ο Mittelbach. Ακόμα και με την έλλειψη δειγμάτων από μεγάλα γεωγραφικά πλάτη, ωστόσο, «είμαι ακόμα αρκετά πεπεισμένος για το πρότυπο», λέει.
Αν και οι ερευνητές έδειξαν με επιτυχία ότι η τάση που διατυπώθηκε από τους Janzen και Connell ισχύει, το ζήτημα του τι ακριβώς προκαλεί τις τροπικές ποικιλίες είναι τόσο διαφορετικές.
Ο Myers υποθέτει ότι η σταθερότητα του τροπικού κλίματος μπορεί να συμβάλει στην πλούσια βιοποικιλότητα του, σε σύγκριση με τις δραστικές αλλαγές που σημειώθηκαν κατά τη διάρκεια του γεωλογικού χρόνου στα υψηλότερα γεωγραφικά πλάτη. "Υπήρξαν πολύ περισσότερες διαταραχές στην εύκρατη ζώνη" κατά τα τελευταία χιλιάδες χρόνια, λέει. Με "διατάραξη", το Myers σημαίνει πάγο φύλλα που επανειλημμένα μπουλντόζευαν στη Βόρεια Αμερική στο παρελθόν της Γης.
Οι τροπικοί δεν έχουν υποστεί τέτοιες διαταραχές. Οι ερευνητές αποδίδουν τα υψηλά ποσοστά αναπαραγωγής και χαμηλής απόσβεσης σε τροπικά είδη φυτών και ζώων στο σχετικά άνετο κλίμα. Αυτό είναι καλά για τους μέχρι τώρα, αλλά τα δάση σε όλο τον κόσμο αλλάζουν ως αποτέλεσμα των πιο ευμετάβλητων κλιματικών προτύπων. Για παράδειγμα, καθώς τα μεγαλύτερα γεωγραφικά πλάτη γίνονται θερμότερα, τα εύκρατα δέντρα μετακινούνται αργά προς βορρά.
"Μπορεί να υπάρξει άμεση ή έμμεση επίδραση του κλίματος στη διαμεσολάβηση της δύναμης των βιοτικών αλληλεπιδράσεων μεταξύ εχθρών και δέντρων", λέει ο Myers. "Όπου είναι πιο ζεστό ή πιο υγρό, ίσως αναμένετε ότι οι παθογόνοι παράγοντες θα έχουν ισχυρότερη επιρροή."
Η παγκόσμια τάση που έχουν αποκαλύψει αυτοί οι ερευνητές δείχνει πόσο η ποικιλομορφία της βιολογικής ζωής στη Γη μπορεί να εξαρτάται από τις αλληλεπιδράσεις μικρής κλίμακας. "Αυτός ο μηχανισμός είναι μια διαδικασία σε παγκόσμια κλίμακα και μιλάμε για αλληλεπιδράσεις μεταξύ ενηλίκων, νέων και εξειδικευμένων εχθρών τους σε κλίμακα 10 μέτρων", λέει η LaManna. "Αυτή η πολύ τοπική αλληλεπίδραση συμβάλλει σε ένα πρότυπο βιοποικιλότητας σε ολόκληρο τον κόσμο".