Zaawansowane modelowanie oferuje świeży wgląd w różnorodny zakres gatunek spotykane w lasach deszczowych.
Las deszczowy Amazonii jest siedliskiem wyjątkowej gamy unikalnych roślin i zwierząt, a niektóre gatunki występują wyłącznie w określonych regionach. Przyczyna tej wyjątkowej różnorodności biologicznej od wielu lat intryguje i dzieli naukowców.
Teraz nowe międzynarodowe badanie, prowadzone przez Brytyjskie Centrum Ekologii i Hydrologii (UKCEH), podważa tradycyjne myślenie o ewolucji Amazonii podczas ostatniej epoki lodowcowej, która obejmowała okres od około 2,6 miliona do 11 700 lat temu.
Pokazuje, że największy na świecie tropikalny las deszczowy jest bardziej wrażliwy na zmiany środowiska, niż wcześniej sądzono, i stanowi kolejne ostrzeżenie o tym, jak trwająca, zakrojona na dużą skalę i szybka zmiana klimatu i użytkowania gruntów spowodowana przez człowieka, stanowi zagrożenie dla tego cennego ekosystemu.
Teorie ewolucji Amazonii
Niektórzy naukowcy argumentowali, że podczas ostatniej epoki lodowcowej na Amazonce istniały „leśne wyspy” (zwane „ostojami”), które były całkowicie odizolowane, podczas gdy inni sugerują, że las był ciągły i obejmował mniej więcej ten sam obszar co obecnie.
Wyniki badania modelowego prowadzonego pod przewodnictwem UKCEH opublikowane w czasopiśmie npj Różnorodność biologicznawskazują, że odpowiedź leży gdzieś pośrodku: lasy i sawanny łączyły te leśne wyspy. Autorzy doszli do wniosku, że umożliwiło to niektórym zwierzętom, które mogły podróżować dalej i lepiej się przystosowywały, przemieszczać się między nimi, działając jednocześnie jako bariera dla bardziej wyspecjalizowanych gatunków, które opierają się na określonym typie siedliska.
Struktura roślinności i klimatu obszaru wpływa na ewolucję naturalną, co oznacza, że chociaż gatunek mógł pierwotnie występować na dużym obszarze, różne gatunki stopniowo ewoluowały na różnych obszarach w miarę zmiany lokalnego środowiska zwierząt.
Główny autor badania, dr Douglas Kelley, specjalista ds. modelowania powierzchni lądowych w UKCEH, wyjaśnia: „Zmiany klimatyczne w przeszłości odegrały ogromną rolę w kształtowaniu wyglądu lasu amazońskiego i miejsca jego wzrostu. Podobne zmiany nadejdą już wkrótce i znacznie szybciej.
„Wcześniej wahania klimatu trwały tysiące lat, umożliwiając roślinom i zwierzętom przystosowanie się, ale obecnie znaczące globalne ocieplenie następuje w ciągu dziesięcioleci z powodu rosnącej emisji gazów cieplarnianych powodowanej przez człowieka”.
Zaawansowane techniki badawcze
W badaniu wzięło udział UKCEH, Ontario Forest Research Institute, Uniwersytet w Kilonii w Niemczech, Met Office w Wielkiej Brytanii, INPA w Brazylii oraz Field Museum of Natural History w Chicago.
Zespół wykorzystał połączenie zaawansowanych technik modelowania klimatu i roślinności z komputerowymi przewidywaniami dotyczącymi rodzaju roślin, które rosły podczas ostatniej epoki lodowcowej i ich lokalizacji, w oparciu o zapisy skamieniałych pyłków z osadów. W poprzednich badaniach w dużej mierze wykorzystywano pojedyncze techniki badawcze.
Naukowcy twierdzą, że w przeciwieństwie do poprzednich badań, wzięli pod uwagę luki, jakie istniałyby między obszarami, na których znaleziono skamieniały pyłek, oraz możliwość przemieszczania się zwierząt między siedliskami. Ich zaawansowane modelowanie komputerowe i statystyczne wskazało, jaki rodzaj roślinności tam rósł, co zostało zweryfikowane na podstawie rodzaju roślin zarejestrowanych na przylegających obszarach.
Wpływ klimatu na pokrywę lasów Amazonii
W czasie ostatniej epoki lodowcowej lesistość uległa dramatycznemu zmniejszeniu z powodu chłodniejszego i bardziej suchego klimatu. W atmosferze było mniej dwutlenku węgla, a suche warunki ograniczyły wzrost drzew i spowodowały więcej pożarów, które zniszczyły wiele obszarów leśnych.
Współautor badania, dr Hiromitsu Sato z Ontario Forest Research Institute, mówi: „Uważamy, że nasze badanie, obejmujące metody zintegrowanego modelowania, dostarcza najlepszych jak dotąd dowodów na temat pochodzenia bogatej różnorodności biologicznej w Amazonii.
„Wykorzystywanie modelowania powierzchni lądu do dostarczania kluczowych informacji na temat różnorodności biologicznej to nowa i bardzo ekscytująca innowacja, którą można wykorzystać w przyszłości do badania historii gatunków, w przypadku których brakuje danych”.
Następnym krokiem badaczy jest zbadanie, kiedy i gdzie gatunki w obrębie grup, takich jak małpy, mrówki, żaby, motyle i liany, mogły oddzielić się od siebie na przestrzeni tysięcy lat.
Odniesienie: „Zależna od nisz fragmentacja lasów i sawann w tropikalnej Ameryce Południowej podczas ostatniego maksimum zlodowacenia”, Douglas I. Kelley, Hiromitsu Sato, Michaela Ecker, Chantelle A. Burton, João MG Capurucho i John Bates, 11 września 2024 r., npj Różnorodność biologiczna.
DOI: 10.1038/s44185-024-00056-4
