Γιατί υπάρχουν περισσότερα είδη συσκευασμένα σε ορισμένα μέρη από άλλα και γιατί έχει σημασία;
Η ΕΡΩΤΗΣΗ
Βιοποικιλότητα – ο πλούτος των ειδών που βρίσκονται σε μια δεδομένη τοποθεσία – είναι κρίσιμο στη διατήρηση των οικολογικών διαδικασιών και των οφελών που παρέχονται στους ανθρώπους από φυσικά οικοσυστήματα . Ως εκ τούτου, είναι εξαιρετικά σημαντικό να κατανοήσουμε τι προκαλεί τη διακύμανση της βιοποικιλότητας σε χώρο και χρόνο.
Μια αιωνόβια αναζήτηση σε αυτή τη γραμμή έρευνας είναι να εξηγήσει γιατί ορισμένα μέρη συσσωρεύουν τόσο περισσότερα είδη ανά μονάδα επιφάνειας από άλλα. Οι ερευνητές έχουν από καιρό προτείνει ότι ο πλούτος των ειδών σε μια δεδομένη τοποθεσία εξαρτάται τόσο από τις τοπικές βιολογικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των κατοίκων ειδών, όπως η θήρευση και ο ανταγωνισμός, όσο και από περιφερειακούς παράγοντες όπως η διαθέσιμη «δεξαμενή» αποικιστών σε ολόκληρη την περιοχή, που υποτίθεται ότι σχηματίζονται για εκατομμύρια χρόνια μέσα από πολύπλοκες εξελικτικές διαδικασίες.
Υπάρχει μια ζεστή συζήτηση σχετικά με τη σχετική σημασία τοπικών και περιφερειακών διαδικασιών στη διαμόρφωση πλούτου ειδών . Ωστόσο, η αποσύνδεση των σχετικών συνεισφορών τους παραμένει μια πρόκληση για τους οικολόγους. Υπάρχουν όρια για τον μέγιστο αριθμό ειδών που εμφανίζονται σε ένα μέρος; Ποιοι παράγοντες θα μπορούσαν να εξηγήσουν την παραπάνω ερώτηση για την εκατονταετηρίδα;
Οι ύφαλοι είναι από τα πιο απειλούμενα οικοσυστήματα στη Γη, κυρίως λόγω της υπεραλίευσης, της υποβάθμισης των οικοτόπων και της κλιματικής αλλαγής. Οι ύφαλοι περιλαμβάνουν έναν συγκλονιστικό πλούτο ειδών (βλ. Εικ. 1) που παρέχουν πολλαπλές υπηρεσίες στους ανθρώπους, κυρίως την ασφάλεια των τροφίμων και την προστασία της ακτογραμμής από ακραία καιρικά φαινόμενα. Ο αριθμός των ειδών ψαριών που ζουν σε τροπικούς κοραλλιογενείς υφάλους αυξάνεται ραγδαία καθώς η χωρική κλίμακα αυξάνεται από μικρά κοραλλιογενή τμήματα σε ολόκληρα νησιά, με αποκορύφωμα έναν μεγάλο περιφερειακό πλούτο. Στους υποτροπικούς βραχώδεις υφάλους, ωστόσο, τα ψάρια συσσωρεύονται με πολύ πιο αργό ρυθμό, με αποτέλεσμα έναν σημαντικά χαμηλότερο περιφερειακό πλούτο.
Ορισμένοι υποψήφιοι παράγοντες μπορεί να εξηγήσουν αυτή τη διακύμανση στη βιοποικιλότητα των ψαριών μεταξύ διαφορετικών υφάλων. Για παράδειγμα, οι τροπικοί κοραλλιογενείς ύφαλοι για παράδειγμα χαρακτηρίζονται κυρίως από πολλά είδη μικρότερου μεγέθους, ζεστά νερά και πολλούς τρισδιάστατους χώρους για εξερεύνηση ψαριών που χτίστηκε από τα ίδια τα κοράλλια, ενώ οι υποτροπικοί βραχώδεις ύφαλοι αποτελούνται από μεγαλύτερα είδη που κατοικούν σε ψυχρότερα νερά με σχετικά μικρότερη δομική πολυπλοκότητα στους οικοτόπους τους. Επιπλέον, η απομόνωση μπορεί να περιορίσει τον αριθμό των πιθανών αποικιστών και η αλιεία μπορεί να εμποδίσει τη μακροπρόθεσμη εγκατάσταση ειδών σε έναν δεδομένο ύφαλο. Έτσι, ξεκινήσαμε να διερευνήσουμε ποιος από αυτούς τους παράγοντες θα μπορούσε να εξηγήσει συλλογικά την παρατηρούμενη κλίση στον πλούτο των ειδών ψαριών μεταξύ των υφάλων σε όλο τον κόσμο. Με βάση τα ευρήματά μας, προτείναμε εννοιολογικούς μηχανισμούς που θα μπορούσαν να εξηγήσουν μια τέτοια κλίση.
ΤΙ ΚΑΝΑΜΕ ΚΑΙ ΠΩΣ;
Αξιολογήσαμε τον πλούτο των ψαριών υφάλων σε διαφορετικές χωρικές κλίμακες, συλλέγοντας μία από τις μεγαλύτερες παγκόσμιες βάσεις δεδομένων υποβρύχιων οπτικών απογραφών, που περιλαμβάνουν πάνω από 13.000 οπτικές διατομές διασκορπισμένες σε 14 τροπικές βιογεωγραφικές περιοχές. Σε αυτές τις οπτικές απογραφές, οι ερευνητές μετρούν τον αριθμό των ατόμων ψαριών, την ταυτότητα του είδους τους και υπολογίζουν το μέγεθός τους.
Αυτή η προσπάθεια διεξήχθη από μια ομάδα διεθνών επιστημόνων και χρειάστηκε δύο δεκαετίες για να συγκεντρωθεί (δεδομένα διαθέσιμα στη διεύθυνση https://zenodo.org/record/1484591#.W_qy0zhKjIW; (Εικ. 2). Στη συνέχεια αναλύσαμε τα δεδομένα στατιστικά με δοκιμές εάν το μέσο μέγεθος του σώματος των ψαριών, η περιοχή των υφάλων, η απομόνωση, η θερμοκρασία και οι ανθρωπογενείς επιπτώσεις συσχετίζονται με τον πλούτο των ειδών σε κάθε χωρική κλίμακα. Δοκιμάσαμε επίσης εάν ο αριθμός των ειδών ανά δείγμα-διατομή, γνωστός και ως "συσκευασία ειδών", συσχετίζεται με τη συνολική δεξαμενή ειδών αποικισμού στις αντίστοιχες περιοχές τους, γνωστές και ως «βιογεωγραφικές επαρχίες».
ΤΙ ΑΝΑΚΑΛΥΨΑΜΕ;
Μέγεθος σώματος έχει την ισχυρότερη επίδραση στον πλούτο των ειδών σε όλες τις χωρικές κλίμακες:οι πλούσιες σε είδη επαρχίες εμφάνισαν ποικίλες συναθροίσεις μικρών ειδών, ενώ οι φτωχές σε είδη επαρχίες αντιπροσωπεύονταν από συναθροίσεις μικρότερης ποικιλομορφίας που αποτελούνταν από μεγαλύτερα είδη με μεγαλύτερη ικανότητα διασποράς. Ο πλούτος συσχετίστηκε επίσης θετικά με την περιοχή υφάλου και θερμοκρασία σε όλες τις χωρικές κλίμακες που αναλύσαμε, ενώ οι ανθρωπογενείς επιπτώσεις και η απομόνωση ως επί το πλείστον δεν συσχετίστηκαν με τον πλούτο των ειδών στην ανάλυσή μας. Συσκευασία ειδών στην κλίμακα των μικρών διατομών συσχετίστηκε με τον πλούτο των ειδών σε επίπεδο επαρχίας.
ΓΙΑΤΙ ΕΧΕΙ ΣΗΜΑΣΙΑ ΚΑΙ ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΕΠΟΜΕΝΟ;
Τα ευρήματά μας υποστηρίζουν τρεις κύριους φορείς των υπαρχουσών οικολογικών θεωριών. Το πρώτο συνδέει την αρχική σειρά των ειδών στη συσσώρευσή τους στο διάστημα, γνωστές και ως «σχέσεις ειδών-περιοχής. Το δεύτερο προβλέπει ότι οι υψηλότερες θερμοκρασίες αυξάνουν τον ρυθμό με τον οποίο εμφανίζονται νέα είδη με την πάροδο του χρόνου, αυξάνοντας την τοπική δεξαμενή αποικιστών και ενδεχομένως τον αριθμό των ειδών που συσσωρεύονται σε μικρές κλίμακες. Το τρίτο προβλέπει ότι οι μεγαλύτερες περιοχές αναπόφευκτα θα φιλοξενούν περισσότερα είδη.
Βασιζόμενοι στα αποτελέσματά μας και σε αυτή τη θεωρητική γνώση, υποθέτουμε ότι σε λιγότερο διαφορετικές περιοχές τα είδη δεν είναι μόνο γενικά μεγαλύτερα αλλά και πιο διασκορπισμένα, έτσι ώστε ο κύκλος εργασιών, που είναι η αντικατάσταση, των ειδών στο διάστημα να μην είναι ισχυρός, και επομένως το άθροισμα των είδος στην περιφερειακή δεξαμενή είναι σχετικά μικρότερο. Αυτό υποδηλώνει ότι οι αλλαγές στη σύνθεση των συνόλων τοπικής κλίμακας μπορεί να είναι ενημερωτικές για απαντήσεις που εμφανίζονται σε μεγαλύτερη κλίμακα.
Τώρα κατανοούμε καλύτερα ποιοι παράγοντες συμβάλλουν στη συσσώρευση ψαριών υφάλων σε χωρικές κλίμακες παγκοσμίως. Η κατανόηση ότι το μέγεθος του σώματος, η περιοχή των υφάλων και η θερμοκρασία είναι όλοι παράγοντες που επηρεάζουν τον πλούτο των ειδών είναι σημαντικό για τον καθορισμό καλύτερων κανόνων διαχείρισης. Για παράδειγμα, η υποβάθμιση των οικοτόπων μειώνει την καταλληλότητα για μικρά είδη, ενώ η αλιεία μειώνει τον αριθμό των μεγαλύτερων ειδών. Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι και οι δύο επιπτώσεις θα επηρεάσουν τη δεξαμενή των αποικιστών μακροπρόθεσμα. Όσο περισσότερα γνωρίζουμε για τους παράγοντες που προκαλούν διαφοροποίηση στον πλούτο των ειδών, τόσο πιο πιθανό θα είμαστε σε θέση να προβλέψουμε πώς μπορεί να είναι η θαλάσσια βιοποικιλότητα και οι υπηρεσίες τους στο εγγύς μέλλον.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Το μέγεθος του σώματος, η περιοχή των υφάλων και η θερμοκρασία προβλέπουν τον παγκόσμιο πλούτο ειδών ψαριών υφάλων σε χωρικές κλίμακες, το οποίο θα δημοσιευθεί στο περιοδικό Global Ecology and Biogeography. Αυτή η εργασία διεξήχθη από τους Barneche, D.R., Rezende, E.L., Parravicini, V., Maire, E., Edgar, G.J., Stuart-Smith, R.D., Arias-González, J.E., Ferreira, C.E.L., Friedlander, A.M.L., Green. , Luiz, O.J., Rodríguez-Saragoza, F.A., Vigliola, L., Kulbicki, M. &Floeter, S.R.
Πλήρης εργασία:
- Barneche, D.R., Rezende, E.L., Parravicini, V., Maire, E., Edgar, G.J., Stuart-Smith, R.D., Arias-González, J.E., Ferreira, C.E.L., Friedlander, A.M., Green, A. , O.J., Rodríguez-Saragoza, F.A., Vigliola, L., Kulbicki, M. &Floeter, S.R. (2019) Το μέγεθος του σώματος, η περιοχή των υφάλων και η θερμοκρασία προβλέπουν τον παγκόσμιο πλούτο των ειδών των υφάλων σε όλες τις χωρικές κλίμακες . Παγκόσμια Οικολογία και Βιογεωγραφία, DOI:10.1111/geb.12851
