Wetenschap
Uit onderzoek blijkt dat het verlies van grote herbivoren de interacties tussen planten en hun natuurlijke vijanden beïnvloedt
Insecten en micro-organismen die zich voeden met planten, bladeren afsnijden, bladweefsel modificeren of bladvlekken en andere soorten schade veroorzaken, staan meestal bekend als ongedierte en worden als schadelijk beschouwd, maar interacties tussen planten en hun natuurlijke vijanden zijn belangrijke bronnen van biodiversiteit. P>
In tropische bossen maken deze ‘plagen’ bijvoorbeeld deel uit van grote ecologische netwerken waarvan het functioneren van ecosystemen afhankelijk is. Als ze afnemen, kan het hele bos worden aangetast, met gevolgen die nog niet goed worden begrepen.
Een artikel gepubliceerd in het Journal of Ecology laat zien dat het verlies van grote herbivore zoogdieren zoals tapirs, herten en pekari's een factor kan zijn in de achteruitgang van de interacties tussen planten en hun natuurlijke vijanden.
"De rijkdom aan plantensoorten neemt op korte termijn toe bij afwezigheid van grote zoogdieren die zich voeden met planten en de structuur van de bodem vertrappen of veranderen. Omdat ziekteverwekkers zeer specifieke relaties hebben met waardplanten, neemt hun vermogen om zich te verspreiden en hun levenscyclus voort te zetten af in de loop van de tijd. gebieden met een grotere soortenrijkdom.
"Een afname van de interacties tussen planten en ziekteverwekkers kan voor beide evolutionaire gevolgen hebben", zegt Carine Emer, eerste en co-corresponderende auteur van het artikel. Het beschreven onderzoek werd uitgevoerd terwijl ze postdoctoraal onderzoeker was aan het Institute of Biosciences (IB-UNESP) van de São Paulo State University in Rio Claro, Brazilië.
Een andere mogelijke reden voor de afnemende overvloed aan ziekteverwekkers bij afwezigheid van grote herbivoren is het feit dat deze zoogdieren lange afstanden in het bos afleggen en micro-organismen tussen planten vervoeren, wat allemaal niet gebeurt als ze plaatselijk uitsterven.
De bevindingen in het artikel zijn het resultaat van twee projecten. De meer recente, "DEFAU-BIOTA:de effecten van defaunatie op de koolstof in de bodem en de functionele diversiteit van planten in het Atlantische regenwoud", wordt geleid door Mauro Galetti, professor bij IB-UNESP en laatste auteur van het artikel.
Het andere project was 'Ecologische gevolgen van de defaunatie in het Atlantische regenwoud', eveneens geleid door Galetti, die sinds 2009 heeft gewerkt aan een experiment voor de uitsluiting van herbivoren, bestaande uit een groot aantal gepaarde open en gesloten bospercelen, elk met een oppervlakte van 15 vierkante meter, in vier locaties in de staat São Paulo. De gesloten percelen zijn omheind om het binnendringen van grote zoogdieren te voorkomen. Dieren kunnen vrij rondlopen in en uit de open percelen.
Met cameravallen op alle percelen kunnen de onderzoekers de effecten observeren van de uitsluiting van pekari's, tapirs, herten, paca's en agouti's (uitsluiting) op de planten en de bodem, evenals op ecologische interacties zoals het eten van bladeren door insecten. Eerder onderzoek van de groep heeft het belang aangetoond van grote zoogdieren voor bodembemesting, ruimtelijke structurering van plantengemeenschappen en zaadverspreiding in bossen.
Galetti is ook een van de hoofdonderzoekers van het Centrum voor Onderzoek naar Biodiversiteit en Klimaatverandering (CBioClima), een Centrum voor Onderzoek, Innovatie en Verspreiding (RIDC).
Zoogdieren, insecten en micro-organismen
In hun laatste onderzoek analyseerden de onderzoekers de schade aan 10.050 bladeren van 3.350 planten op 86 percelen in gebieden van Itamambuca, Ilha do Cardoso, Carlos Botelho State Park en Vargem Grande Paulista.
Ze classificeerden bladschade in vijf functionele groepen, waaronder schade veroorzaakt door insecten (zoals keverlarven en vlinders) en door ziekteverwekkers (zoals bacteriën, schimmels en virussen). Ze analyseerden bladeren van planten met een hoogte van 1 m of minder. Deze bomen en andere planten behoren tot de ondergroei, de vegetatielaag tussen het bladerdak en de bosbodem, en bevinden zich op het juiste niveau voor grote herbivoren om bladeren te kunnen verwijderen.
De onderzoekers beoordeelden bladschade op een schaal van 0 (geen schade) tot 6 (75%-99% beschadigd). In gebieden zonder grote herbivoren (gesloten percelen) was de totale bladschade 9% lager (vergeleken met open percelen) en de schade veroorzaakt door uitsluitend ziekteverwekkers 29% lager. Er waren geen significante verschillen in schade veroorzaakt door insecten op gesloten en open percelen.
“Planten hebben duizenden jaren lang interactie gehad met hun natuurlijke vijanden in een wapenwedloop waarbij aanval en verdediging een rol speelden. De verdedigingsmechanismen die ze hebben ontwikkeld zijn zowel fysisch als chemisch. Ziekteverwekkers en andere natuurlijke vijanden creëren nieuwe vormen van aanval, en planten reageren met nieuwe verdedigingsmechanismen. .
"Dit proces is van cruciaal belang voor het produceren en behouden van biodiversiteit, omdat het kan leiden tot de opkomst van nieuwe soorten planten en organismen die ermee interageren", zegt Emer, momenteel onderzoeker bij de Botanische Tuin van Rio de Janeiro en het Juruá Instituut.
Op de lange termijn kan een vermindering van de interactie tussen plant en ziekteverwekker betekenen dat het proces niet langer via natuurlijke selectie bijdraagt aan de biodiversiteit. Onlangs hebben Duitse onderzoekers bijvoorbeeld fossiele bladeren geanalyseerd en laten zien hoe grote veranderingen in de vegetatiestructuren in de afgelopen 66 miljoen jaar hebben geleid tot het verlies van interacties en functionele diversiteit bij bepaalde groepen herbivore insecten.
Een vergelijkbare trend kan zich hebben voorgedaan als gevolg van het verlies van ziekteverwekkers in gebieden die onderhevig zijn aan veranderingen in de vegetatiestructuren als gevolg van het verlies van grote zoogdieren.
“Ons onderzoek heeft vernieuwende resultaten opgeleverd en verdient het om die reden uitgebreid te worden naar andere delen van het Atlantische regenwoud in Brazilië, en naar andere tropische bossen. In ieder geval is het een bijkomend probleem gebleken dat veroorzaakt kan worden door het uitsterven van grote zoogdieren. ' zei Emer.
Nacho Villar, de andere corresponderende auteur van het artikel, is momenteel onderzoeker bij het Nederlands Instituut voor Ecologie (NIOO-KNAW). Co-auteurs Natália Melo, Valesca Ziparro en Sergio Nazareth voerden het veldwerk en de botanische identificatie uit.
