Πώς μόνο ένα σημείο δεδομένων θα μπορούσε να προβλέψει την κατάρρευση ενός ολόκληρου οικοσυστήματος
Οι καταστροφικές βλάβες του οικοσυστήματος μπορούν να καταστρέψουν τις βιομηχανίες και να απειλήσουν τις προμήθειες τροφίμων - απλά σκεφτείτε την κατάρρευση της αλιείας γάδου του Βόρειου Ατλαντικού στις αρχές της δεκαετίας του 1990 ή τις επιδημίες εντόμων που κατέστρεψαν τα δάση ελάτης και ελάτης του Βορρά τη δεκαετία του 1970. Τώρα, μια νέα μελέτη υπόσχεται έναν τρόπο για να προβλέψουμε —και ενδεχομένως να αποτρέψουμε— την κατάρρευση των ειδών που υποστηρίζουν αυτά τα οικοσυστήματα, με μία μόνο μέτρηση.
Για χρόνια, οι επιστήμονες που μελετούν λίμνες και άλλα οικοσυστήματα έχουν προβλέψει καταρρεύσεις πριν συμβούν, χρησιμοποιώντας μακροπρόθεσμα δεδομένα για περιβαλλοντικούς παράγοντες και την υγεία του πληθυσμού. Αλλά οι επιστήμονες θέλουν προειδοποιητικά σήματα που δεν απαιτούν χρόνια δαπανηρής παρακολούθησης. Σε μια εργαστηριακή μελέτη του 2013, ο φυσικός Τζεφ Γκορ του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης στο Κέιμπριτζ έκανε ένα βήμα προς αυτή την κατεύθυνση προβλέποντας πότε οι αποικίες ζυμομυκήτων επρόκειτο να πεθάνουν από το στρες λόγω της χαμηλής πυκνότητας πληθυσμού. Όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση μεταξύ υγιών και ανθυγιεινών αποικιών, τόσο πιο πιθανό ήταν να καταρρεύσουν. Ο Γκορ και οι συνάδελφοί του ονόμασαν αυτό το μέτρο "μήκος ανάκτησης".
Για να δει αν η μέτρηση θα αντέξει στο πεδίο, ο Γκορ συνεργάστηκε με τον Lisandro Benedetti-Cecchi, έναν οικολόγο στο Πανεπιστήμιο της Πίζας στην Ιταλία, για να μελετήσουν τα φύκια κατά μήκος της ακτής του μικρού ιταλικού νησιού Capraia. Δημιούργησαν οικόπεδα μελέτης μήκους 2 μέτρων με παρακείμενες περιοχές δύο τύπων φυκών:μικροδάση που υποστηρίζουν το οικοσύστημα πρασινοκαφέ Cystoseira amentacea και είδη χλοοτάπητα που τρέφουν πολύ λιγότερη βιοποικιλότητα. Στη συνέχεια οι ερευνητές αφαίρεσαν διαφορετικά κλάσματα του C. amentacea από κάθε οικόπεδο-0%, 25%, 50% και 75%. Όσο περισσότερο αφαιρούσαν, τόσο μακρύτερα εισέβαλαν τα φύκια του χλοοτάπητα. Μετρώντας πόσο μακριά εισέβαλαν οι χλοοτάπητες, οι ερευνητές προσδιόρισαν το μήκος ανάκτησης κάθε οικοπέδου. Μετά από 2 χρόνια, στα οικόπεδα που έλειπαν το 75% των δασικών φυκών, το οικοσύστημα ανατράπηκε σε εξ ολοκλήρου χλοοτάπητες και C. amentacea δεν επέστρεψε ποτέ, δείχνοντας ότι η διάρκεια ανάκτησης θα μπορούσε να προβλέψει την κατάρρευση του οικοσυστήματος, ανέφεραν χθες οι ερευνητές στο Nature Ecology &Evolution .
Ο Gore και ο Benedetti-Cecchi λένε ότι η διάρκεια ανάκτησης θα μπορούσε να υποδηλώνει επικείμενες αλλαγές σε άλλα σημαντικά οικοσυστήματα. Ο Γκορ ονειρεύεται να το δοκιμάσει σε αλιεία όπου προστατευόμενες περιοχές βρίσκονται κοντά σε περιοχές που αλιεύονται έντονα:Εάν η μέθοδος λειτουργεί, ελπίζει ότι οι διαχειριστές αλιείας μπορούν να τη χρησιμοποιήσουν για να θέσουν όρια αλιευμάτων για να αποφύγουν μια κατάρρευση. Ο Stephen Carpenter, οικολόγος στο Πανεπιστήμιο του Ουισκόνσιν στο Μάντισον, είναι επίσης ενθουσιασμένος με τη δυνατότητα της μεθόδου να σηματοδοτεί γρήγορα επικείμενες καταρρεύσεις. Για παράδειγμα, οι δορυφορικές εικόνες θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να ελεγχθεί εάν προβλέπει την κατάρρευση λιβαδιών στις δυτικές Ηνωμένες Πολιτείες και σε άλλα μέρη λόγω εισβολής ζιζανίων ή ερημοποίησης, λέει.
Αλλά δεν θα είναι εύκολο ή ακόμη και δυνατό να μετρηθεί το μήκος ανάκτησης σε όλα τα οικοσυστήματα, προειδοποιούν οι ερευνητές. Για παράδειγμα, ο Carpenter δεν είναι σίγουρος αν θα ήταν χρήσιμο στις λίμνες που μελετά, όπου νερά διαφορετικής ποιότητας τείνουν να αναμειγνύονται γρήγορα.
Ωστόσο, η επίδειξη της αρχής έξω από το εργαστήριο είναι ένα πολύτιμο βήμα, λέει ο Marten Scheffer, οικολόγος στο Πανεπιστήμιο Wageningen στην Ολλανδία. "Είναι καλό να βλέπεις τη δουλειά να μεταφέρεται τώρα στην υπέροχη ύπαιθρο."
