Zwermen muggen stijgen elke lente en zomer in zulke enorme aantallen op uit een meer in het noorden van IJsland dat ze de ademhaling kunnen belemmeren en de lucht kunnen verduisteren. het meer zijn naam geven - Myvatn, of 'muggenmeer'.

Ecologen van de Universiteit van Wisconsin-Madison proberen te begrijpen waarom de muggenpopulatie met 100 kan fluctueren, 000-voudig over een decennium, en welke impact deze enorme zwermen hebben op het omringende landschap. Het wordt duidelijk dat de miljarden muggen die op het land vallen de vegetatie aan de oever van het meer bemesten en veranderen, maar de oorzaak achter zulke grote schommelingen in de insectenpopulatie blijft een mysterie.

Het onderzoek heeft tot doel om door meren gedomineerde omgevingen beter te begrijpen, waaronder die van Wisconsin.

Het Myvatn-meer ligt aan de rand van de poolcirkel, waar de zon nauwelijks ondergaat tijdens zomerveldwerk van mei tot augustus. Het ecosysteem is extreem, maar toch eenvoudig - een relatief klein aantal soorten, zoals de muggen, domineren. Deze kale omgeving is perfect voor het verkennen van complexe interacties binnen ecosystemen.

In 2005, toen Claudio Gratton, een UW-Madison hoogleraar entomologie, zag voor het eerst de enorme aantallen muggen oprijzen uit het meer en stierven op het land, hij zag ze als een levende overdracht van voedingsstoffen van het water naar de kust. Gratton berekende dat de muggen het voedingsequivalent waren van het verspreiden van een half miljoen Big Macs langs de rand van het meer, wat ongeveer zo groot is als Lake Mendota in Madison. Hij vroeg zich af hoe de oever van het meer op deze overdaad aan voedingsstoffen reageerde.

Om te testen hoe de muggen het landschap veranderen, Het laboratorium van Gratton heeft proefpercelen opgezet in de vegetatie rond het meer. In bepaalde, ze voegden dode muggen toe; In andere, ze gebruikten netten om ze uit te sluiten.

Door de jaren heen, Het team van Gratton zag dat waar ze muggen toevoegden, grassen bloeiden. Normaal verhongerd van voedingsstoffen in de arme grond en verdrongen door stevigere planten, de grassen stegen op als reactie op de toestroom van rottende muggenmest. Het onderzoek verklaarde waarom gras in sommige gebieden groeide en in andere verdorde.

"Alleen door het verband tussen muggen en gras te begrijpen, kun je dit patroon in de natuur verklaren, "zegt Gratton. "Het meer veroorzaakt dat."

Lokale herders noemen het gras in door muggen geteisterde gebieden al lang "muggengras" - ze oogsten het gras en voeren het aan hun kudden. Het werk van Gratton suggereerde dat de folklore van de herders een kern van waarheid bevatte, en dat muggen de schapen indirect zouden kunnen voeden door meer grasgroei aan te moedigen.

Gratton werd oorspronkelijk geïntroduceerd in Lake Myvatn door Tony Ives, een UW-Madison hoogleraar zoölogie, die een levenslange band met het eiland heeft.

"Ik ga al naar IJsland sinds ik een kind was, " zegt Ives, wiens middelste naam, Ragnar, werd aan hem gegeven ter ere van een IJslandse boer en vriend van zijn vader.

Ives leerde over de onvoorspelbare en grote schommelingen in de muggenpopulatie via Arni Einarsson, de directeur van het onderzoeksstation van het Myvatn-meer, die het meer sinds de jaren zeventig heeft bestudeerd.

In een artikel uit 2008 in het tijdschrift Natuur , Ives, Einarsson en hun medewerkers hebben een eenvoudig wiskundig raamwerk opgesteld dat zou kunnen verklaren hoe de populatie van muggen zo dramatisch en onvoorspelbaar piekt en crasht. Ze suggereerden dat kleine, willekeurige veranderingen in het milieu - te veel wind per jaar, of een late lente de volgende - zou de bevolking kunnen doen instorten. Maar de ware oorzaken van deze haargevoeligheid blijven ongrijpbaar.

In de negen jaar daarna, het team is op zoek naar aanwijzingen die hen kunnen helpen de populatieveranderingen beter te begrijpen. Elk jaar, ze meten de waterkwaliteit, nutriëntenconcentraties, en de hoeveelheid bodemalgen, naast andere factoren die de insecten kunnen beïnvloeden. Dan wachten ze op de muggen.

"Elk jaar rond deze tijd begin ik mijn adem in te houden, " zich afvragend hoe de dynamische muggenpopulatie in het voorjaar zal reageren, zegt Ives. "Het is een soort slow-motion spanning."

Ondersteund door een 10-jarige National Science Foundation-beurs voor langdurig onderzoek, Ives en zijn medewerkers wachten op het natuurlijke experiment om door een volledige bevolkingsgroei en -crisis heen te gaan. Dit jaar, de onderzoekers kunnen de bevolking zien instorten, maar ze weten het niet.

Terwijl de ecologen werken om het reserve-ecosysteem van het Myvatn-meer beter te begrijpen, ze breiden hun studies ook uit naar het met meren gevulde landschap van Wisconsin. Gratton en UW-Madison, postdoctoraal onderzoeker Mireia Bartrons, nu aan de Universiteit van Vic in Spanje, ontwikkelde een model van hoe insecten uit de meren van Wisconsin de ecosystemen aan het meer beïnvloeden. Met meer dan 15 000 meren en 34 procent van de staat die binnen 200 meter van een meer of beek liggen, de wetenschappers verwachten dat waterinsecten een groot deel van de staat zullen treffen.

Gratton ziet ecosystemen, of het nu in IJsland of het Amerikaanse Midwesten is, als een verweven tapijt van interacties in plaats van geïsoleerde stukken land of water.

"Het karakter van het land zou veranderen zonder deze meren, " zegt Gratton. "Onze landschappen zijn volledig met elkaar verbonden."