Ученые долго пытались объяснить, как тропические леса могут поддерживать свое ошеломляющее разнообразие деревьев, не принимая во внимание горстку видов или не вымирая многие другие виды.
Ответ, по словам исследователей, кроется в почве, найденной рядом с отдельными деревьями, где обитают естественные «враги» древесных пород. Эти враги, в том числе грибы и членистоногие, атакуют и убивают многие семена и саженцы рядом с деревом-хозяином, предотвращая местное пополнение деревьев того же вида.
Ключевую роль в динамике тропических лесов также играют распространители семян. Семена с отдельных деревьев, которые переносятся на большое расстояние - часто грызунами, млекопитающими или птицами - имеют шанс прижиться, потому что грибы и членистоногие в новом регионе нацелены на другие виды. Исследователи говорят, что это ограничение пополнения деревьев рядом со взрослыми деревьями создает долгосрочный стабилизирующий эффект, который благоприятствует редким видам и препятствует распространению обычных.
Опровергая предыдущую теорию, исследователи демонстрируют, что эти взаимодействия с врагами достаточно важны для поддержания невероятного разнообразия тропических лесов. Результаты исследования будут опубликованы на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
«Во многих лесах Северной Америки деревья конкурируют за пространство, и у некоторых есть ниша, которая позволяет им превзойти других», - сказал Таал Леви, эколог из Орегонского государственного университета и ведущий автор исследования. «Пихты Дугласа - это виды, которые лучше всего растут после пожара. Болиголов хорошо растет в тени и хорошо растет под навесом. Некоторые виды хорошо себя чувствуют на высоте.
Но в тропиках все виды деревьев, по-видимому, имеют одинаковое конкурентное преимущество. Существует множество видов, но мало особей каждого вида. Вероятность вымирания должна быть высокой. быть механизмом, который удерживает один вид от того, чтобы стать обычным, стать доминирующим. И именно эти естественные враги обладают высокой специфичностью к хозяину».
Эгберт Ли из Смитсоновского института тропических исследований лучше всего описал разнообразие тропических лесов в одном заявлении: «Как может половина квадратного километра (леса) на Борнео или Амазонии содержать столько видов деревьев, сколько 4,2 миллиона километров лесов умеренной зоны в Европе, Северной Америке и Азии вместе взятых?"
Леви сказал, что в некоторых тропических лесах на одной и той же территории обитает до 1000 различных видов деревьев. По его словам, идея о том, что естественные враги ограничивают пополнение молодых деревьев, не нова, и фактически была выдвинута почти полвека назад двумя учеными в так называемой гипотезе Янзена-Коннелла.
Хотя эффекты Янзена-Коннелла должны предотвращать захват одного вида, они не объясняют и не предсказывают, как тысяча видов деревьев может поддерживаться вместе. На самом деле, предыдущие исследователи предположили, что эффекты Янзена-Коннелла могут поддерживать только очень небольшое количество видов и, таким образом, не имеют большого значения для общего поддержания разнообразия тропических лесов.
Вместо этого Леви и его коллеги из Университета Флориды, штат Орегон, и Университета Джеймса Кука в Австралии говорят, что тесная связь между деревьями и их естественными врагами является ключом к разнообразию тропических лесов. Они обнаружили, что если грибы, членистоногие и другие естественные враги создают вокруг деревьев даже небольшие зоны, где новое дерево того же вида не может прижиться, то очень высокий уровень разнообразия деревьев, наблюдаемый в тропических лесах, может поддерживаться почти бесконечно.
«Вокруг взрослых деревьев есть «семенная тень», и некоторые из них избегают поворота и уходят, что позволяет вербовать в других областях, пока враги, специфичные для хозяина, не обосноваются в новом месте», - сказал Леви.«Вот почему крайне важно поддерживать биоразнообразие птиц и млекопитающих в этих лесах, иначе пополнение в конечном итоге сократится, особенно в районах, где ведется чрезмерная охота».
Леви работает в Департаменте рыболовства и дикой природы штата Орегон, в Колледже сельскохозяйственных наук.