Λειτουργική απόκλιση, ένας παράγοντας που πρέπει να ληφθεί υπόψη κατά τη διατήρηση

Η είσοδός μας σε μια περίοδο παρακμής της βιοποικιλότητας αναγνωρίζεται σε μεγάλο βαθμό και υπάρχει επείγουσα ανάγκη να επενδύσουμε περισσότερο σε πολιτικές διατήρησης. Επειδή τα κονδύλια που διατίθενται για τη διατήρηση είναι περιορισμένα, ένα ουσιαστικό βήμα είναι η επιλογή τοποθεσιών που, μέσω της διαχείρισής τους, θα διατηρήσουν την κληρονομιά μιας περιοχής ή ενός οικοσυστήματος. Επομένως, είναι απαραίτητη η καλή κατανόηση και αξιολόγηση της βιοποικιλότητας.

Αν και η αποτελεσματικότητα της διατήρησης θα εξαρτηθεί τελικά από τη χρηστή διακυβέρνηση, μέσω της συμμετοχής όλων των ενδιαφερομένων και της εξέτασης των κοινωνικοοικονομικών πτυχών, μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορα οικολογικά κριτήρια για την επιλογή τοποθεσιών προς προστασία. Η διατήρηση των καυτών σημείων ποικιλομορφίας, δηλαδή των σημείων που φιλοξενούν υψηλά επίπεδα ποικιλομορφίας, μπορεί να θεωρηθεί ως «κιβωτές του Νώε» ή ζώνες καταφυγίου για να διατηρηθεί το μεγαλύτερο μέρος της ποικιλομορφίας στη γη. Ο αριθμός των ενδημικών ειδών είναι επίσης σημαντικός παράγοντας γιατί αντιπροσωπεύει τη μοναδικότητα μιας τοποθεσίας. Στη συνέχεια, η συντήρηση αγαθών και υπηρεσιών για την ανθρώπινη δραστηριότητα είναι ζωτικής σημασίας για την αποτελεσματική προστασία. οι άνθρωποι πρέπει να δουν τα οφέλη της διατήρησης. Σημεία με σημαντικούς πόρους, όπως η αφθονία ή η βιομάζα των ψαριών, μπορούν να διατηρήσουν τις ανθρώπινες δραστηριότητες επιτρέποντας σε σημεία υψηλής παραγωγικότητας να τροφοδοτούν τις γύρω εκμεταλλεύσιμες περιοχές.

Για μερικά χρόνια, μια άλλη πτυχή που έχει ληφθεί υπόψη είναι η ποικιλομορφία των βιολογικών χαρακτηριστικών μέσα σε μια κοινότητα. Η ποικιλομορφία αυτών των χαρακτηριστικών πιστεύεται ότι αντιπροσωπεύει το τι κάνουν τα είδη στο περιβάλλον τους και πώς το κάνουν, δηλαδή τη λειτουργική ποικιλομορφία του συνόλου. Η λειτουργική ποικιλομορφία έχει αποδειχθεί ότι αναδεικνύει νέα hotspot ποικιλομορφίας, είναι πιο ευαίσθητη στις διαταραχές και αξιολογεί καλύτερα την ανθεκτικότητα των συναρμολογήσεων (Stuart-Smith et al. 2013; D'agata et al. 2014; Mouillot et al. 2014).

Την τελευταία δεκαετία, ο αριθμός των μελετών αφιερωμένων στη λειτουργική ποικιλομορφία έχει αυξηθεί στα ύψη, ιδιαίτερα για τα ψάρια των υφάλων. Η πιο κοινή μέθοδος είναι η ταξινόμηση των ειδών ψαριών υφάλου σύμφωνα με έξι κατηγορικά χαρακτηριστικά που περιγράφουν βασικές πτυχές της οικολογίας τους και που, με τη σειρά τους, παίζουν σημαντικό ρόλο στα οικοσυστήματα μέσω της ρύθμισης του τροφικού ιστού και του κύκλου των θρεπτικών συστατικών (Mouillot et al. 2014), δηλ. μέγεθος σώματος, δίαιτα, κινητικότητα, περίοδος της ημέρας κατά την οποία το ψάρι δραστηριοποιείται (τρέφεται), επίπεδο στη στήλη του νερού και  συντροφικότητα (Εικόνα 1). Αυτή η μήτρα λειτουργικών χαρακτηριστικών μπορεί να μετατραπεί σε μια μήτρα ανομοιότητας μεταξύ των ειδών (πώς συγκρίνονται τα ανόμοια είδη μεταξύ τους), από την οποία μπορούμε να πάρουμε τις βαθμολογίες των κύριων συντεταγμένων κάθε είδους (χάρη σε μια Ανάλυση Κύριων Συντεταγμένων). Με άλλα λόγια, κάθε είδος μπορεί να τοποθετηθεί σε έναν λειτουργικό χώρο που αντιπροσωπεύει τα καλύτερα συμφέροντα της μεθόδου, επειδή μας επιτρέπει να ποσοτικοποιήσουμε την απόσταση που χωρίζει κάθε είδος σύμφωνα με τα οικολογικά του χαρακτηριστικά (Εικόνα 1).

Από αυτές τις αποστάσεις, μπορούμε να μελετήσουμε διάφορες πτυχές της βιοποικιλότητας, συμπεριλαμβανομένου του λειτουργικού πλούτου, δηλαδή του λειτουργικού όγκου που περιλαμβάνει όλα τα είδη. η λειτουργική συμπληρωματικότητα, δηλαδή πόσο διαφορετικά είναι τα είδη μεταξύ τους. ή ο λειτουργικός πλεονασμός, δηλαδή πόσα είδη καταλαμβάνουν παρόμοια θέση στον λειτουργικό χώρο (βλ. Mouillot et al. 2013). Στη μελέτη μας, προτείνουμε να χρησιμοποιήσουμε τη λειτουργική απόκλιση μεταξύ των συνόλων ψαριών διαφορετικών περιοχών για τη στόχευση τοποθεσιών ενδιαφέροντος για διατήρηση. Ορίζουμε ότι η λειτουργική απόκλιση μεταξύ των συνόλων είναι όταν αυτά τα συγκροτήματα κυριαρχούνται από διαφορετικά είδη που χαρακτηρίζονται από διαφορετικά λειτουργικά χαρακτηριστικά (που καταλαμβάνουν διαφορετική θέση στον λειτουργικό χώρο). Αντίθετα, μια λειτουργική σύγκλιση εμφανίζεται όταν οι συνθέσεις διαφορετικών ειδών μοιράζονται τα ίδια λειτουργικά χαρακτηριστικά. Μια τέτοια λειτουργική απόκλιση θα μπορούσε να υπογραμμίσει τη σημασία ορισμένων περιοχών, αν και δεν αναγνωρίζονται ως εστίες ποικιλότητας ή ότι φιλοξενούν μεγάλο αριθμό ενδημικών ειδών (Εικόνα 1).

Ο Κόλπος της Καλιφόρνια (GC, Μεξικό) είναι από τις πιο πλούσιες βιολογικά θαλάσσιες περιοχές στη Γη. Το GC είναι μια δυναμική, ημίκλειστη περιθωριακή θάλασσα του Ανατολικού Ειρηνικού (μήκους περίπου 1000 km και πλάτους 150 km) με σημαντικές γεωγραφικές ωκεανογραφικές και βιογεωγραφικές διακυμάνσεις, π.χ. εποχιακές θερμοκρασίες, παλιρροιακή ανάμειξη, βαθυμετρία και γεωμορφολογική ποικιλότητα. Μια συγκεκριμένη πτυχή του θαλάσσιου τοπίου του GC είναι η παρουσία ενός συνονθύλευμα ~80 μεγάλων νησιών και ~800 νησίδων, που έχουν χαρακτηριστεί ως Μνημείο Παγκόσμιας Κληρονομιάς της UNESCO. Οι θάλασσες και οι βραχώδεις ύφαλοι γύρω από όλα αυτά τα νησιά είναι βασικά καταφύγια για τη βιοποικιλότητα της παραθαλάσσιας περιοχής και των ρηχών νερών. Ταυτόχρονα, το GC έχει υψηλή οικονομική αξία για τον αλιευτικό κλάδο, αντιπροσωπεύοντας το 70% των αλιευμάτων στο Μεξικό. Αν και η πυκνότητα του ανθρώπινου πληθυσμού είναι σχετικά χαμηλή στην περιοχή, αυξάνεται ραγδαία και το GC δεν έχει εξαιρεθεί από τις τάσεις υποβάθμισης των ακτών και της θάλασσας.

Τα περισσότερα από τα μεγάλα νησιά του GC ανήκουν σε δύο διακριτές περιοχές, δηλαδή τα «Midriff Islands» και τον «Loreto-Cerralvo Corridor» (LC Corridor) στο βόρειο και νοτιοδυτικό τμήμα του GC, αντίστοιχα (Εικόνα 2). Αυτά τα δύο σετ νησιών αντιπροσωπεύουν πιθανές συστάδες MPA για το GC. Τα κύρια αποτελέσματά μας υπογραμμίζουν ότι ο διάδρομος LC φιλοξενεί το 94% των ειδών ψαριών των υφάλων και το 98% του λειτουργικού πλούτου, ενώ τα νησιά Midriff αντιπροσωπεύουν το 63% των ειδών και το 83% του λειτουργικού πλούτου. A priori, η διατήρηση του διαδρόμου LC θα προσφέρει ένα σημαντικό επίπεδο προστασίας για τα ψάρια των υφάλων του GC. Ωστόσο, αν προχωρήσουμε παραπέρα και εντοπίσουμε ποια είδη κυριαρχούν στη βιομάζα των συνόλων και στις δύο περιοχές, παρατηρούμε ότι η βιομάζα των ψαριών και στις δύο περιοχές κυριαρχείται από διαφορετικά είδη που χαρακτηρίζονται από διαφορετικά οικολογικά χαρακτηριστικά, δηλαδή καταλαμβάνουν διαφορετικές θέσεις στον λειτουργικό χώρο ( λειτουργική απόκλιση) (Εικόνα 2).

Στο βορρά, ευνοούνται τα μεγάλα μοναχικά βενθικά αντιστροφάγα, όπως η σκανδάλη, η τσιπούρα ή η τσιπούρα, ενώ αυτό δεν ισχύει για τον διάδρομο LC. Στο νότο, ευνοούνται τα μεγάλα μοναχικά φυτοφάγα ζώα, όπως τα παπαγαλόψαρα και τα ζωοπλανκτόψαρα με μεγάλη φυλή, όπως τα νταραβέρια και τα σερανίδες. Επιπλέον, στα ιχθυοφάγα κυριαρχεί μια μοναχική σφυρίδα στο βορρά αλλά από πολύ κοινά είδη, όπως λυθρίνια και γρυλίσματα στο νότο.

Καταλήξαμε στο συμπέρασμα ότι παρόλο που η βόρεια περιοχή δεν προσδιορίζεται ως hotspot ποικιλομορφίας, η λειτουργική απόκλιση δείχνει ότι και οι δύο περιοχές είναι συμπληρωματικές μεταξύ τους, επειδή μια Θαλάσσια Προστατευόμενη Περιοχή συμπεριλαμβανομένων των Νήσων Midriff θα πρέπει να διατηρήσει καλύτερα ορισμένες λειτουργίες, ενώ η προστασία πρόσθετων λειτουργιών θα ήταν πιο αποτελεσματικό σε ένα άλλο MPA στον διάδρομο LC. Η λειτουργική απόκλιση μεταξύ βόρειων και νότιων περιοχών μπορεί να εξηγηθεί από την υψηλή κλίση των ωκεανογραφικών μεταβλητών κατά μήκος του GC που θα πρέπει να θεωρούνται ως δύο χωριστές οντότητες (με κατάλληλη πολιτική διατήρησης) αντί για μια ενιαία ομοιογενή θάλασσα.

Αναφορές:

1. D’agata, S., D. Mouillot, M. Kulbicki, S. Andréfouët, D. R. Bellwood, J. E. Cinner, P. F. Cowman, et al. 2014. Απώλεια Φυλογενετικής και Λειτουργικής Ποικιλότητας με τη μεσολάβηση του ανθρώπου σε ψάρια κοραλλιογενών υφάλων. Current Biology 24:555–560.
2. Maire, E., G. Grenouillet, S. Brosse και S. Villéger. 2015. Πόσες διαστάσεις χρειάζονται για την ακριβή αξιολόγηση της λειτουργικής ποικιλομορφίας; Μια πραγματιστική προσέγγιση για την αξιολόγηση της ποιότητας των λειτουργικών χώρων. Global Ecology and Biogeography 24:728–740.
3. Mouillot, D., N. A. J. Graham, S. Villéger, N. W. H. Mason και D. R. Bellwood. 2013. Μια λειτουργική προσέγγιση αποκαλύπτει τις αντιδράσεις της κοινότητας στις διαταραχές. Trends in ecology &evolution 28:167–177.
4. Mouillot, D., S. Villéger, V. Parravicini, M. Kulbicki, J. E. Arias-González, M. Bender, P. Chabanet, et al. 2014. Λειτουργική υπερπλεονασμός και υψηλή λειτουργική ευπάθεια στην παγκόσμια ιχθυοπανίδα σε τροπικούς υφάλους. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 111:13757–62.
5. Stuart-Smith, R. D., A. E. Bates, J. S. Lefcheck, J. E. Duffy, S. C. Baker, R. J. Thomson, J. F. Stuart-Smith, et al. 2013. Η ενσωμάτωση της αφθονίας και των λειτουργικών χαρακτηριστικών αποκαλύπτει νέα παγκόσμια hotspot της ποικιλότητας των ψαριών. Nature 501:539–42.