Wetenschap
Invasieve soorten klinken over dreigende veranderingen in het ecosysteem
Anticiperen op veranderingen in ecosystemen is vaak op zijn best een goed onderbouwde gok, maar wat als er een manier was om beter af te stemmen op mogelijke veranderingen die zich voordoen?
Een team van onderzoekers onder leiding van Grace O'Malley, een Ph.D. kandidaat in biologische wetenschappen, en Gabrielle Ripa, een Ph.D. student plant- en milieuwetenschappen, hebben ontdekt dat de stille groei van niet-inheemse invasieve planten het geluidslandschap van een ecosysteem kan beïnvloeden. Deze veranderde soundscapes, de akoestische patronen van een landschap door ruimte en tijd, kunnen een sleutel vormen tot het beter observeren van de moeilijk waarneembare fysieke en biologische veranderingen die zich voordoen in een ecosysteem op het moment dat ze beginnen.
Deze nieuwe onderzoeksaanpak werd deze maand gepubliceerd in Frontiers in Ecology and the Environment om als uitnodiging te dienen voor andere onderzoekers. Het onderzoeken van soundscapes is niet nieuw, maar het idee om naar de soundscape van een heel ecosysteem te kijken in plaats van je te concentreren op een enkele soort binnen een habitat is nieuw en groeit.
"Het is een soort nieuwe manier van denken, in termen van denken over het ecosysteem als geheel in plaats van over deze kikkersoort of deze vogelsoort", zegt O'Malley, die samen met Ripa aangesloten studenten is bij de Invasive Species. Samenwerkend. "Denk er eens over na op alle taxonomische niveaus."
In ongeveer 66 gebieden, waarvan vele binnen 20 minuten rijden van de Blacksburg-campus van Virginia Tech, hebben de onderzoekers apparaten opgesteld om vijf tot vijftien minuten van elk uur op te nemen. Vervolgens vergeleken ze de geluiden van locaties die waren binnengevallen door niet-inheemse plantensoorten met locaties die in hun oorspronkelijke staat waren hersteld.
"We gebruiken deze piepkleine recorders met een SD-kaart die speciaal zijn ontworpen voor het opnemen van de akoestiek van wilde dieren", zei Ripa. "Ik was niet voorbereid op de hoeveelheid gegevens die we verzamelden. Het is krankzinnig."
"Ik was verrast dat we in zo'n korte tijd verschillen tussen de twee habitats konden waarnemen", zei O'Malley, verwijzend naar een vroege periode van twee weken voor de pilotstudie. "De invasieve planten kunnen de soundscape daadwerkelijk veranderen."
De opnamelocaties omvatten het Jefferson National Forest, Pandapas Pond en verschillende parken in de stad Blacksburg vanwege de restauratie-inspanningen van de stad om veel invasieve plantensoorten te verwijderen. De gegevens die voor dit onderzoek worden verzameld, kunnen ook bijdragen aan een verscheidenheid aan andere soorten onderzoek, waaronder ecosystemen.
"De stad Blacksburg heeft veel werk verricht op het gebied van het verwijderen van olijven in de herfst, een van onze belangrijkste soorten", zegt O'Malley.
Nadat het team lacunes in de huidige kennis en methoden heeft geïdentificeerd, stelt het team verder onderzoek voor dat zich verdiept in verschillende mechanismen waarmee invasieve plantensoorten de soundscape van een ecosysteem kunnen veranderen en de gevolgen die deze ongewenste akoestische onderbrekers kunnen hebben voor het systeem als geheel.
"Het is een oproep aan andere wetenschappers dat dit iets is waarvan we denken dat het aan de hand zou kunnen zijn," zei Ripa. "We bieden suggesties over wat volgens ons redenen zouden kunnen zijn waarom invasieve planten een impact kunnen hebben op soundscapes en enkele potentiële mechanismen waar we misschien naar moeten kijken."
Geboren uit een grillig idee voorgesteld door Jacob Barney, hoogleraar invasieve plantenecologie, heeft het soundscape-concept voor invasieve soorten zich nu ontwikkeld tot een potentiële en levensvatbare onderzoeksrichting.
Barney werkte samen met Meryl Mims, universitair hoofddocent biologische wetenschappen die brulkikkers bestudeert en akoestiek gebruikt in haar onderzoek, om de mogelijke rol van akoestiek bij invasieve planten te onderzoeken. Dit leidde tot een pilotstudiebeurs van het Institute for Creativity, Arts, and Technology en een samenwerking met David Franushich, kunstenaar en multimedia-ontwerper bij het instituut.
"Dit project was spannend, inspirerend en bovenal leuk. Geluid is een integraal onderdeel van hoe wij en andere organismen onze omgeving ervaren en begrijpen. De studie van de soundscape - en hoe we deze veranderen door de introductie van invasieve soort – is iets waar mensen zich mee verbinden, ‘zei Mims. "Het formele onderzoek is belangrijk, maar de mogelijkheid om het onderzoek en de ideeën uit te breiden naar een breder publiek via onze samenwerking tussen wetenschap en kunst is zeer de moeite waard geweest."
Het team ontving in 2023 een tweede subsidie van het Global Change Center om het onderzoek, dat nog steeds loopt, uit te breiden. Voorlopige resultaten zijn significant in de context van een gebrek aan wetenschappelijk onderzoek op dit gebied, wat de onderzoekers ertoe aanzet contact op te nemen met andere wetenschappers om een akoestische weg voor het hele ecosysteem te overwegen.
"Niemand heeft dit soort vragen gesteld in dit soort systemen. Het is een compleet nieuw gebied en het wordt niet echt onderzocht", zegt Ripa.
Invasieve planten veranderen ecosystemen, en deze nieuwe studie geeft aan dat er misschien een manier is om beter inzicht te krijgen, als we maar luisteren.