Hoe worden populaties van levende organismen in stand gehouden in veranderende omgevingen? Deze ecologische kwestie is des te dringender omdat veel soorten in toenemende mate worden bedreigd door klimaatverandering en menselijke invloeden. Een nieuwe studie van de Universiteit van Minnesota, gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences , helpt deze vraag voor rivierorganismen te beantwoorden.

Het leven in beken en rivieren wordt sterk beïnvloed door de stroomafwaartse stroming van water door netwerken van verbonden kanalen, met kleine beekjes die samen grotere stromen en rivieren vormen. Onderzoekers van de Universiteit van Minnesota en Hokkaido, Japan, onder leiding van Akira Terui, doctoraat, onderzocht hoe complexe riviersystemen de populaties van stroomgebieden ondersteunen met behulp van wiskundige modellen en analyses van 18 jaar aan vispopulatiegegevens in Japan. Ze ontdekten dat complexere riviernetwerken, met grotere vertakkingen, stroomgebiedpopulaties stabiliseren door een fysiek sjabloon te bieden dat diverse habitats ondersteunt en de impact van grootschalige omgevingsfluctuaties buffert.

"We ontdekten dat de populaties van stroomgebieden stabieler waren wanneer ze zich in complexere riviernetwerken bevonden, " zei Terui. "Netwerkcomplexiteit van rivieren kan fungeren als een natuurlijk verdedigingssysteem tegen onzekerheid over het milieu."

Een van de belangrijkste bevindingen van de studie:

• wiskundige modellen voorspellen dat verhoogde vertakking de populatiedynamiek op stroomgebied stabiliseert wanneer individuele stromen (d.w.z. "filialen") in een netwerk zorgen voor unieke omgevingsomstandigheden;
• ter ondersteuning van de modelvoorspelling, vertakkingscomplexiteit zorgt voor stabiliserende effecten op populaties van vier ecologisch verschillende vissoorten, waaronder economisch waardevolle soorten zoals masu-zalm;
• verlies van netwerkcomplexiteit als gevolg van menselijke activiteiten kan de veerkracht van stroomgebiedpopulaties ondermijnen.

"Menselijke activiteiten verminderen vaak de complexiteit van stroomnetwerken, zei Jacques Finlay, doctoraat, professor aan het College of Biological Sciences en co-auteur van de studie. "Dit werk toont het cruciale belang aan van het handhaven van diverse milieuomstandigheden in stroomgebieden voor populaties van rivierorganismen."

Volgens Terui, het opnemen van het netwerkcomplexiteitsperspectief in de besluitvorming over instandhouding zal bijdragen tot een groter succes van milieuherstel- en instandhoudingsacties in riviersystemen.

"De resultaten van het onderzoek zouden breed toepasbaar moeten zijn op populaties van veel rivierorganismen, " Zei Terui. "Het herkennen en beheren van de complexiteit van riviernetwerken is een veelbelovend hulpmiddel om de biodiversiteit van rivieren en natuurlijke hulpbronnen te behouden onder wereldwijde veranderingen in klimaat en landgebruik."