Када је Цхарлес Дарвин први пут упловио у троп на броду ХМС Беагле 1835. године, био је запањен. 26-годишњи природњак очекивао је да ће наћи исти ниво разноликости биљака и животиња као и он у вишим ширинама Плимута у Енглеској. Уместо тога, на балзамичним острвима Галапагос пронашао је мноштво чудних и разноликих створења како успевају заједно.
Сличан садржај
- Како су хиљаде година стабла постала нова Слоновача
- Како се научници и старосједилачке групе могу удружити ради заштите шума и климе
- Зашто 10 дневних тона мравињака и даље одржава ову кишну шуму
Веслајући на копну како би истражио, Дарвин је у својим белешкама записао да је број различитих „биљних и животињских“ становника на сићушним тропским острвима био упадљиво већи него на осталим местима дуж његовог путовања. Питао се: Како је могуће да изгледа да тропи имају толико више разноликости од севернијих шума Европе? Не би ли се ова чврсто спакована створења одавно борила против изумирања?
Дарвин никад није открио одговор на ту одређену мистерију (уосталом, имао је много на уму), и тако је питање трајало још век. Коначно, раних 1970-их два еколога су самостално смислила исту хипотезу како би објаснила тајновиту појаву - бар са дрвећем.
Даниел Јанзен и Јосепх Цоннелл изнели су наизглед контратуктивно објашњење. Можда су, тврде они, запањујућу биљну разноликост коју налазимо у тропским шумама омогућавала два фактора: присуство „природних непријатеља“ који циљају одређене врсте и држе контролу над величином популације, те склоност младежи једне врсте да се населе далеко од родитеља, изван досега тих грабежљиваца.
Донедавно су истраживачи могли само да докажу да Јанзен-Цоннелл хипотеза важи у локалним студијама. Проблем је био у томе што им је недостајао приступ врстама глобалних скупова података који су потребни да објасне шири планетарни образац опадања разноликости од екватора до полова. Сада, у новој студији објављеној прошле недеље у часопису Сциенце, истраживачи показују да је овај хипотезирани механизам заиста одговоран за глобалне трендове биолошке разноликости у шумама.
Миерс држи садницу тропског дрвета у амазонској кишној шуми у Перуу. (Јонатхан Миерс) Прошле године, шумски еколози Јонатхан Миерс и Јое ЛаМанна путовали су на радионицу у Хаинан, Кина, усредсређену на анализу података које је створио Смитхсониан-ов Форест Глобал Обсерватори Еартх (ФорестГЕО), мрежа од 60 шума широм планете која се исцрпно надгледају. Миерс и ЛаМанна, обоје са Универзитета Васхингтон у Саинт Лоуису, Миссоури, знали су да ФорестГЕО може пружити глобални скуп података који су им потребни да одговоре на питање које мучи и друге екологе још од Дарвинове пловидбе.
„Једна од упечатљивих разлика између умерених и тропика је та што су све те„ екстра “врсте веома ретке“, каже ЛаМанна, пост-докторски истраживач и први аутор нове студије. Имајте на уму да се умерене шуме могу набити зидом до зида са дрвећем црвеног дрвета, док су тропи испреплетени гомилом јединствених стабала која често постоје изоловано од осталих у својим врстама. „Како те ретке врсте могу да опстану пред изумирањем?“, Пита Миерс, професор биологије и коаутор студије.
Да би се одговорило на то питање било је потребно велико подухват. Скуп података је на захтеван начин објединио 2, 4 милиона стабала из 3.000 врста како би се осигурала упоредивост у свакој шуми. Више од 50 коаутора из 41 институције, укључујући Смитхсониан, анализирало је податке који су обухватали 24 парцеле ФорестГЕО широм планете. „Било је пуно“, каже ЛаМанна. „Свака стабљика пречника до једног центиметра пресликава се, мери, означава и идентификује.“
Херкулов напор се исплатио. Након анализе података, открили су изненађујући тренд: У подручјима са већим бројем одраслих стабала било је мање младих младица исте врсте. Овај образац је био упадљиво израженији у тропима него у умереним регионима у којима су узорковани.
То значи да, за разлику од екосистема веће географске ширине, стабла у близини екватора мање вјероватно коегзистирају око суседа у истој породици. Као да су се у неком тренутку родитељи стабла и њихова деца одједном сложили да је време за селидбу из подрума. Осим у шуми, живот даље један од другог не дозвољава само родитељским стаблима да лутају у празном гнезду. То је ствар живота и смрти врсте.
„Код дрвећа је то мање директан утицај матичног стабла на потомство“, каже Миерс. "То је индиректно дејство где природни непријатељи који нападају одрасле такође нападају потомство." Ти непријатељи могу бити патогени, семенски предатори или биљоједи који циљају једну врсту. Као што густа људска популација у градовима омогућава брзо ширење заразних болести, то непријатељи могу брзо девастирати густу шуму исте врсте.
Међутим, ако се ваше младице слегну даље, мање је вероватно да ће их један непријатељ избрисати. "Ви мислите да непријатељи лоше утичу на дрвеће, нарочито на слабо обилује", каже ЛаМанна. "Али они могу бити снажна стабилизациона сила - [непријатељи] их заправо могу спречити и спречити да изумру." Можда ћете рећи: Са оваквим непријатељима, коме требају пријатељи?
„Промењен је начин на који размишљам о екологији“, каже Миерс. „Непријатељ може имати благотворан утицај на одржавање ретких врста у овим заједницама, посебно у тропима.“
Биљни грабежљивци остављају иза листова лукње у Мадиди у Боливији. (Јонатхан Миерс) Подаци пружају увјерљиво објашњење зашто видимо глобалне обрасце биолошке разноликости које радимо, каже Гари Миттелбацх, шумски еколог и професор интегративне биологије на Мицхиган Стате Университи који није био укључен у студију. „Чињеница да су успели да то прикажу широм света стандардизованим методама помаже учвршћивању идеје“, каже Миттелбацх.
Једна слабост студије је да, иако имплицира глобални тренд, не постоје узорци са севера централне Европе или јужно од Папуе Нове Гвинеје. "Волио бих да имају више [шума] у Азији и Европи, тако да нису све велике географске ширине у Северној Америци, " каже Миттелбацх. Међутим, чак и уз драгоценост узорака са великих географских ширина, „још увек сам прилично уверен у шему“, каже он.
Иако су истраживачи успешно показали да тренд који су изнели Јанзен и Цоннелл важи, још увек остаје питање шта тачно узрокује да су тропи тако разнолики.
Миерс претпоставља да стабилност тропске климе може допринијети њеној богатој биолошкој разноликости, у поређењу с драстичним промјенама које су се догађале током геолошких времена на вишим ширинама. „Било је много више поремећаја у умереној зони“ током протеклих хиљада година, каже он. Под „узнемиравањем“, Миерс означава ледене плоче које су у прошлости Земље више пута булдожирале по Северној Америци.
Тропи нису подносили овакве сметње. Истраживачи приписују високу репродукцију и ниску стопу изумирања у тропским врстама биљака и животиња релативно угодној клими. То им је до сада добро пало, али шуме широм света се мењају као резултат нестабилних климатских образаца. На примјер, како виша земљописна ширина постаје топлија, умјерена стабла полако се селе на сјевер.
"Може постојати директан или индиректан утицај климе у посредовању у снази биотских интеракција између непријатеља и дрвећа, " каже Миерс. "Тамо где је топлије или влажније, можете очекивати да ће патогени имати јачи утицај."
Глобални тренд који су открили истраживачи илуструје колико разноликост биолошког живота на Земљи може да зависи од интеракција малих размјера. "Овај механизам је процес глобалне размјере и говоримо о интеракцијама између одраслих, младих и њихових специјализираних непријатеља у размјеру од 10 метара", каже ЛаМанна. „Та интеракција на локалном нивоу доприноси обрасцу биолошке разноликости широм света.“
