In een normaal jaar biologen Daniel Janzen en Winnie Hallwachs brengen ongeveer zes maanden door in Costa Rica, waar ze onderzoek doen en inspanningen voor natuurbehoud nastreven in Área de Conservación Guanacaste (ACG), een Werelderfgoed in het noordwesten dat omvat, een netwerk van parken en natuurreservaten die ze in de jaren tachtig hebben helpen opzetten en dat is uitgegroeid tot meer dan 400, 000 hectare, inclusief marine, droog bos, wolken Bos, en regenwouden.

In 2020 was dat waar het echtpaar was toen de COVID-19-pandemie de wereld in zijn greep kreeg, en dwong hen om hun verblijf in het virusvrije bos te verlengen tot de herfst, toen ze zich veilig genoeg voelden om terug te reizen naar hun andere huis in Philadelphia.

"Met moderne laptops en internet, we konden de wereld voorbij zien gaan vanuit de veiligheid van het bos, " zegt Janzen, een biologieprofessor aan de School of Arts &Sciences.

De extra tijd in het bos gaf hen extra tijd voor reflectie, waarvan sommige vruchten verschijnen in een stuk dat deze week in de Proceedings van de National Academy of Sciences , onderdeel van een speciale uitgave over de wereldwijde achteruitgang van insecten.

Hun bijdrage is gebaseerd op gegevens die sinds de jaren zeventig zijn verzameld over de overvloed en diversiteit van insecten in de tropen, evenals op observaties over klimaatverandering die nog verder teruggaan. Hoewel de beschermde status van de ACG bepaalde bedreigingen voor het verlies aan biodiversiteit effectief heeft geëlimineerd, zoals vuur, jacht, ontbossing, en het gebruik van pesticiden, de wezens die daar wonen zijn niet vrijgesteld van wat Janzen en Hallwachs de "heterogene deken" van de effecten van klimaatverandering noemen.

"Wat we sinds het midden van de jaren zeventig hebben gezien en beleefd, ondubbelzinnig, in onze Costa Ricaanse tropische wilde wereld is dat de biomassa en soortenrijkdom van insecten individuen en soorten, en hun interactie met alles, zijn aan het ontbinden, " zij schrijven.

Om op deze daling in te spelen, de wetenschappers hebben hun inspanningen lokaal gericht. Het volgen van de effecten van klimaatverandering door middel van consistente monitoring is essentieel, ze zeggen, maar wat nog belangrijker is, is het betrekken van de mensen die het bewaarde land bezitten:alle vijf miljoen Costa Ricanen, in dit geval. Janzen en Hallwachs staan ​​internationaal bekend om hun werk op dit front, een model in ACG hebben gecreëerd dat lokale mensen in staat stelt en in dienst neemt bij natuurbehoud en probeert de verplaatsing van deze processen door het nationale parksysteem en in het buitenland te vergemakkelijken.

In hun artikel, beschrijven de onderzoekers een nieuwe aanpak om deze successen voort te zetten:BioAlfa, een landelijk programma dat is ontworpen om Costa Ricanen zelf te helpen bij het leren en onderzoeken van de wilde ecosystemen van hun land. De naam van het initiatief komt van het Spaans voor bioliterate, "bioalfabetizado."

"De traditie in tropische landen is dat als je iets wilt weten over de biologie van je land, expedities uit het noorden komen en doen studies van een of andere soort en dan nemen ze de informatie mee naar huis, Janzen en Hallwachs zeggen. "Wat we zeiden is, 'Kijk, je bent in staat om dit allemaal zelf te doen. Je kunt alle insecten en de planten en de vogels en alles in je eigen land vinden en, in het proces, leer over hen.'"

De tol van het klimaat meten

Janzen en Hallwachs hebben nooit de bedoeling gehad om klimaatverandering expliciet te bestuderen. Maar de effecten ervan zijn onmogelijk te negeren. Ze merken op dat in de jaren tachtig bewolking constant aanwezig was boven de toepasselijk genaamde nevelwouden van ACG, toppen zoals Volcán Orosí en Volcán Cacao omhullen. Maar de wolkenlaag kromp in de jaren negentig en nu, vele dagen gaan voorbij zonder enige bewolking. Het resultaat is een uitdroging van bosecosystemen ten koste van insecten en andere dieren in het wild die gedijen in vochtig bladafval en vochtige omstandigheden, om nog maar te zwijgen van de opdrogende waterwegen die vroeger de landbouwgewassen en andere bebouwing adequaat irriteerden.

De ACG ervaart nu veel meer dagen met temperaturen die 90 graden Fahrenheit benaderen en overschrijden dan in de afgelopen decennia. In aanvulling, een langdurig droog seizoen en grotere onregelmatigheden in de hoeveelheid en timing van de regenval vergroten de druk op de biodiversiteit die daar leeft. In wezen gebruiken alle tropische organismen weersignalen om hun leven te leiden, en wanneer deze veranderen en breken, krijgt iedereen een klap.

Janzen en Hallwachs merken op dat deze klimatologische verstoringen een prijs hebben geëist op de biodiversiteit van insecten, een klok voor impact op het voedselweb van onder naar boven. In hun rapport, ze vergelijken foto's van mottenonderzoeken - 's nachts uitgevoerd door een fel licht te gebruiken om motten naar een lichtgekleurd vel te lokken, waar ze kunnen worden geteld - die wijzen op een dramatische daling van zowel het aantal motten als de soortendiversiteit sinds de jaren tachtig.

Kijkend naar verschillende soorten insecten, zij zeggen dat, ondanks een constante zoekinspanning door ACG's ter plaatse personeel van getrainde en ervaren burenonderzoekers, het totale aantal rupsen dat tijdens reguliere onderzoeken is gevonden, is sinds 2005 gehalveerd, een duidelijk teken van verval.

Ter ondersteuning van deze bevinding, wanneer rupsen worden gevonden, ze worden nu minder snel geparasiteerd door een andere insectensoort. Ongeveer een vijfde van de rupsen werd in 1985 geparasiteerd gevonden; dat is de afgelopen jaren gedaald tot slechts 5%. Hoewel dit een goede zaak kan zijn voor individuele rupsen, het is over het algemeen een zorgwekkend teken. Omdat parasieten hypergespecialiseerd zijn om te associëren met bepaalde soorten rupsen, Janzen zegt dat dit gebrek aan geparasiteerde rupsen suggereert dat er zo weinig rupsen zijn dat de parasieten niet in staat zijn om hun gewenste soort te lokaliseren en hun populaties te behouden.

"Als de rupsdichtheid daalt, de parasieten sterven sneller uit, Zegt Janzen. "Dus nu ben je die vleeseter kwijt. En dat herhaal je duizend keer, 10, 000 keer."

'Vriendelijk zijn voor de overlevenden'

Het tegengaan van klimaatverandering kan een overweldigende taak zijn, en Janzen zegt dat "kleine jongens" - zoals het economisch kleine maar grote land van Costa Rica - waarschijnlijk geen grote impact zullen hebben, behalve bij voorbeeld. In zijn ogen, het is essentieel voor kleine tropische landen om hun energie te richten op het creëren van de voorwaarden die de overlevenden van klimaatverandering in staat stellen voet aan de grond te houden. En dat is waar BioAlfa om de hoek komt kijken.

Terwijl internationale natuurbeschermingsgroepen geld bijdragen om land in weelderige, biodiverse locaties, zoals ACG, de onderzoekers stellen dat het verkrijgen van buy-in van alle niveaus van de eigenaren van dat bewaarde land, in plaats van buitenstaanders die misschien nooit een voet in het land zullen zetten, is een noodzakelijk ingrediënt in tropisch behoud.

"Charismatische gewervelde dieren, toeristische kiekjes, en verhandelbare grote boomstammen zijn niet eens 0,001% van de tropische biodiversiteit, Janzen en Hallwachs schrijven. "De miljoenen tot miljarden soorten, en miljarden wilde interacties die nog steeds mogelijk zijn, zijn grotendeels onzichtbaar zonder biogeletterdheid."

Daarom is het onderstrepen van biogeletterdheid de basis van BioAlfa. De visie van de Penn-wetenschappers is dat, net zoals basisschoolkinderen leren lezen, ze moeten ook worden onderwezen over de biodiversiteit om hen heen, en niet alleen in een klaslokaal, maar door het land op te gaan en te leren door te doen. En zoals lezen, deze kennis wordt iets dat men meeneemt in elke sociale sector die thuis wordt.

Deze verbeterde biogeletterdheid zou dan weer bijdragen aan het behoud, ze zeggen. Niet alleen kan een beter begrip van ecosystemen onder Costa Ricanen zich vertalen in meer waardering, maar ook in concrete resultaten door informatie over biodiversiteit te gebruiken waar ze zich ook bevinden. specifiek, Janzen en Hallwachs willen de praktijk uitbreiden om lokale onderzoekers hun DNA-barcoderingswerk te laten uitvoeren, waarin soorten worden geïdentificeerd door delen van hun genetisch materiaal te sequencen.

Hoewel de Costa Ricaanse regering zich heeft gecommitteerd aan het idee van BioAlfa, om het in 10 jaar volledig uit te werken, zal naar schatting $ 100 miljoen kosten, een forse som waarvan Janzen en Hallwachs hopen dat deze afkomstig kan zijn van zowel internationale gouvernementele als particuliere bronnen.

"Op dit moment heeft Costa Rica de politieke toestemming voor dit project, maar het heeft ook de financiële toestemming nodig, ' zegt Janzen.

Voor hun deel, het paar gaat door met het opbouwen van hun biodiversiteitsinventaris en studies in ACG, terwijl ze hun successen delen op internationale bijeenkomsten (voorlopig virtueel), in de hoop dat andere tropische landen in hun voetsporen zullen treden, land beschermen, in de woorden van hun wetenschappelijke artikel, "wees aardig voor de overlevenden" van klimaatverandering.

Zodra ze zijn ingeënt tegen het coronavirus, Janzen en Hallwachs zijn van plan terug op de grond te zijn in Costa Rica, dat doel blijven nastreven.