Terwijl de temperaturen in de tropische wouden van het noordoosten van Puerto Rico sinds het midden van de jaren zeventig met twee graden Celsius zijn gestegen, de biomassa van geleedpotigen — ongewervelde dieren zoals insecten, duizendpoten, en zeugenwantsen - is tot wel 60 keer afgenomen, volgens nieuwe bevindingen die vandaag zijn gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences .

De bevinding ondersteunt de recente waarschuwingen van het Intergouvernementeel Panel over klimaatverandering van de Verenigde Naties voor ernstige milieubedreigingen bij een stijging van de mondiale temperatuur met 2,0 graad Celsius. Net als sommige andere tropische locaties, het studiegebied in het Luquillo-regenwoud heeft al een gemiddelde temperatuurstijging van 2,0 graad Celsius bereikt of overschreden, en de studie constateert dat de gevolgen potentieel catastrofaal zijn.

"Onze resultaten suggereren dat de effecten van klimaatopwarming in tropische bossen zelfs groter kunnen zijn dan verwacht", zegt Brad Lister, hoofdauteur van de studie en een faculteitslid van de afdeling Biologische Wetenschappen van het Rensselaer Polytechnic Institute. "De insectenpopulaties in het Luquillo-bos crashen, en als dat eenmaal begint, hebben de dieren die de insecten eten onvoldoende voedsel, wat resulteert in verminderde reproductie en overleving en daaruit voortvloeiende dalingen in overvloed."

"Climate Driven Declines in Arthropod Abundance Restructure a Rainforest Food Web" is gebaseerd op gegevens die tussen 1976 en 2013 zijn verzameld door de auteurs en het Luquillo Long Term Ecological Research-programma in drie mid-elevation-habitats in het beschermde Luquillo-regenwoud van Puerto Rico. Gedurende deze periode, de gemiddelde maximumtemperatuur is met 2,0 graden Celsius gestegen.

Belangrijke bevindingen zijn onder meer:

• Kleefvallen die werden gebruikt om geleedpotigen op de grond en in het bladerdak te bemonsteren, waren indicatief voor een ineenstorting van geleedpotigen in het bos, met een vangstpercentages voor biomassa die tussen 1976 en 2013 met een factor 60 zijn gedaald.
• De biomassa van geleedpotigen verzameld door veegnetten op grondniveau daalde ook met een factor acht van 1976 tot 2013.
• Toen geleedpotigen afnamen, gelijktijdige afnames deden zich voor bij Luquillo's insectenetende hagedissen, kikkers, en vogels.
• De auteurs vergeleken ook schattingen van de hoeveelheid geleedpotigen die ze in de jaren tachtig maakten in het Chamela-Cuixmala Biosphere Reserve in het westen van Mexico met schattingen uit 2014. In deze periode steeg de gemiddelde temperatuur met 2,4 graden Celsius en nam de biomassa van geleedpotigen achtvoudig af.

Koudbloedige dieren die in tropische klimaten leven, zijn bijzonder kwetsbaar voor klimaatopwarming, omdat ze zijn aangepast aan relatief stabiele temperaturen het hele jaar door. Gezien hun analyses van de gegevens, waaronder nieuwe technieken om causaliteit te beoordelen, de auteurs concluderen dat klimaatopwarming de belangrijkste oorzaak is van de vermindering van de hoeveelheid geleedpotigen in het Luquillo-bos. Deze reducties hebben geleid tot een grote bottom-up trofische cascade en de daaruit voortvloeiende ineenstorting van het bosvoedselweb.

Aangezien tropische bossen twee derde van de soorten op aarde herbergen, deze resultaten hebben ingrijpende gevolgen voor de toekomstige stabiliteit en biodiversiteit van regenwoudecosystemen, evenals instandhoudingsinspanningen gericht op het verzachten van de effecten van klimaatforcering.

André García, van de Universidad Nacional Autònoma de Mèxico, was co-auteur van de studie die werd gefinancierd door de National Science Foundation.

Onderzoek naar de effecten van klimaatverandering is een spannend aspect van The New Polytechnic, een opkomend paradigma voor lesgeven, aan het leren, en onderzoek bij Rensselaer. De basis voor deze visie is de erkenning dat wereldwijde uitdagingen en kansen zo groot zijn dat ze niet adequaat kunnen worden aangepakt door zelfs de meest getalenteerde persoon die alleen werkt. The New Polytechnic is transformatief in de wereldwijde impact van onderzoek, in zijn innovatieve pedagogiek, en in het leven van de studenten van Rensselaer.