Werken met satellietbeeldtechnologie met hoge resolutie, onderzoekers van de Brown University en de University of California, Los Angeles heeft nieuwe aanwijzingen gevonden in een eeuwenoude vraag waarom tropische bossen zo ecologisch divers zijn.

Bij het bestuderen van Handroanthus guayacan, een veel voorkomende tropische boomsoort, over een periode van 10 jaar, ze ontdekten dat de boompopulatie vooral toenam op locaties waar de boom zeldzaam is, in plaats van op plaatsen waar het gebruikelijk is.

"Er leven meer boomsoorten in een gebied dat niet veel groter is dan een paar voetbalvelden in Panama dan in heel Noord-Amerika ten noorden van Mexico samen. " zei Jim Kellner, eerste auteur op het papier en een assistent-professor ecologie en evolutionaire biologie bij Brown. "Hoe deze diversiteit is ontstaan, en waarom het in de loop van de tijd aanhoudt, is een paradox die natuuronderzoekers al meer dan een eeuw heeft uitgedaagd."

Tot nu.

"Het belangrijkste van de studie is dat er een 'negatieve feedback' is over de bevolkingsgroei, "Kelner zei, wat een rem zet op de bevolkingsgroei op plaatsen waar de soort veel voorkomt.

De bevindingen bevestigen een voorspelling uit de jaren 70, die stelde dat tropische bossen divers zijn omdat natuurlijke vijanden de populaties onder controle houden. Een vijand kan een zaadeter zijn, een herbivoor of een ziekteverwekker, zei Kelner, die is aangesloten bij het Instituut bij Brown voor Milieu en Samenleving.

Bijvoorbeeld, denk aan een eik en een eekhoorn. De eekhoorn eet eikels en foerageert het liefst op plaatsen waar veel eikenbomen staan. Een eenzame eikel in het midden van een esdoornbos zal waarschijnlijk onopgemerkt blijven door een eekhoorn, terwijl veel eikels in een eikenbos zullen worden gegeten. Als dit soort gedrag wijdverbreid is in tropische regenwouden, het kan voorkomen dat soorten te algemeen worden, zei Kelner.

Eerdere studies hebben aangetoond dat dit fenomeen van negatieve feedback ook geldt voor jonge bomen:zaden, zaailingen en jonge boompjes, maar ecologen hadden niet kunnen bepalen of het invloed heeft op volwassen bomen, het reproductieve deel van de bevolking, hij zei.

"Het duurt tientallen jaren voordat bomen reproductief worden in tropische bossen, en het probleem wordt nog verergerd door hoe zeldzaam elke soort is, " zei Kellner. "We vonden dat voor deze soort, je zou ongeveer 250 hectare moeten zoeken om elk jaar een nieuwe volwassen boom te vinden."

Die uitdaging is te voet niet haalbaar, maar teledetectie kan de uitdagingen van het observeren van grote gebieden overwinnen.

Kellner en co-auteur Stephen Hubbell, emeritus hoogleraar ecologie aan de UCLA, gebruikte satellietbeelden met hoge resolutie om individuen op Barro Colorado Island te volgen, een eiland van zes vierkante mijl in het midden van het Panamakanaal, meer dan 10 jaar. Ze zochten Handroanthus guayacan, een tropische regenwoudboom die een paar dagen per jaar felgele bloemen produceert.

"Door de acquisitie van satellietbeelden te timen met seizoensbloei, konden we de meeste volwassen dieren van deze soort op het eiland identificeren, ' zei Kelner.

Ze vonden er 1, 006 volwassen bomen. Vanaf 2012 en terugkijkend over de 10-jarige studieperiode, Kellner en Hubbell konden vaststellen wanneer nieuwe bomen voor het eerst bij de volwassen populatie kwamen. Ze gebruikten geavanceerde statistische methoden om er zeker van te zijn dat ze in feite nieuwe volwassenen identificeerden en niet alleen bomen die een bloeijaar hadden overgeslagen of vroeg of laat waren gebloeid.

De onderzoekers ontdekten dat negatieve feedback de overvloed aan nieuwe volwassen bomen beïnvloedde en dat het de populatie van nieuwe volwassen bomen in een gebied van bijna 100 voetbalvelden kan beïnvloeden. Dit in tegenstelling tot eerdere studies van jonge bomen, die ontdekte dat de effecten van gastheerspecifieke vijanden meestal beperkt zijn tot kleine gebieden, zei Kelner.

Om de locaties van bomen uit de satellietgegevens te bevestigen, ze gingen naar het eiland en vonden onafhankelijk 123 volwassen bomen van dezelfde soort. Van deze, 89 procent was gedetecteerd in de afbeeldingen met hoge resolutie, wat suggereert dat hun gegevens een bijna volledige telling van de soort zijn.

Kellner zei dat de implicaties breed kunnen zijn.

"Ik kan geen enkel idee in de ecologie bedenken dat belangrijker is dan populatiedynamiek, " zei hij. "Het is belangrijk voor alles, van visvergunningen tot het voorspellen van ziekte-uitbraken."

Het onderzoek is maandag gepubliceerd, 15 okt. in de Proceedings van de National Academy of Sciences .