Diep in het hart van het schiereiland Yucatan, een oud mangrove-ecosysteem bloeit meer dan 200 kilometer (124 mijl) van de dichtstbijzijnde oceaan. Dit is ongebruikelijk omdat mangroven – zouttolerante bomen, struiken, en palmen - zijn meestal te vinden langs tropische en subtropische kusten.

Een nieuwe studie onder leiding van onderzoekers van het University of California-systeem in de Verenigde Staten en onderzoekers in Mexico richt zich op dit weelderige rode mangrovebos. Deze "verloren wereld" ligt ver van de kust langs de oevers van de rivier de San Pedro Martir, die loopt van de El Petén-regenwouden in Guatemala tot de Balancán-regio in Tabasco, Mexico.

Omdat de rode mangrove ( Rhizophora mangel ) en andere soorten die in dit unieke ecosysteem aanwezig zijn, groeien alleen in zout water of enigszins zout water, het binationale team ging op zoek naar hoe de mangroven aan de kust zo diep landinwaarts werden aangelegd in zoet water dat volledig geïsoleerd was van de oceaan. Hun bevindingen werden op 4 oktober gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences .

Integratie van genetische, geologisch, en vegetatiegegevens met modellering op zeeniveau, de studie geeft een eerste glimp van een oud kustecosysteem. De onderzoekers ontdekten dat de mangrovebossen van San Pedro hun huidige locatie bereikten tijdens de laatste interglaciale periode, zo'n 125, 000 jaar geleden, en zijn daar geïsoleerd gebleven toen de oceanen zich terugtrokken tijdens de laatste ijstijd.

De studie geeft een momentopname van het mondiale milieu tijdens de laatste interglaciale periode, toen de aarde erg warm werd en de poolkappen volledig smolten, waardoor de mondiale zeespiegel veel hoger is dan nu.

"Het meest verbazingwekkende van deze studie is dat we een mangrove-ecosysteem konden onderzoeken dat al meer dan 100 jaar vastzit, 000 jaar, " zei co-auteur Octavio Aburto-Oropeza, een mariene ecoloog bij Scripps Institution of Oceanography aan UC San Diego en een PEW Marine Fellow. "Er is zeker meer te ontdekken over hoe de vele soorten in dit ecosysteem zich in de afgelopen 100 hebben aangepast aan verschillende omgevingsomstandigheden, 000 jaar. Het bestuderen van deze aanpassingen uit het verleden zal voor ons erg belangrijk zijn om toekomstige omstandigheden in een veranderend klimaat beter te begrijpen."

Door meerdere bewijslijnen te combineren, de studie toont aan dat het zeldzame en unieke mangrove-ecosysteem van de San Pedro-rivier een relict is, dat wil zeggen, organismen die hebben overleefd uit een eerdere periode - uit een warmere wereld in het verleden toen de relatieve zeespiegel zes tot negen meter (20 tot 30 voet) hoger was dan nu, hoog genoeg om de Tabasco-laaglanden van Mexico te overstromen en te bereiken wat nu tropische regenwouden zijn aan de oevers van de San Pedro-rivier.

De studie belicht de uitgebreide landschapseffecten van klimaatverandering in het verleden op de kustlijnen van de wereld en laat zien dat tijdens het laatste interglaciale, een groot deel van de laaggelegen kustgebieden van de Golf van Mexico stond onder water. Afgezien van het geven van een belangrijke glimp van het verleden en het onthullen van de veranderingen die de Mexicaanse tropen tijdens de ijstijden hebben ondergaan, deze bevindingen bieden ook mogelijkheden om toekomstige scenario's van relatieve zeespiegelstijging beter te begrijpen naarmate de klimaatverandering voortschrijdt in een door mensen gedomineerde wereld.

Carlos Burelo, een botanicus aan de Universidad Juárez Autónoma de Tabasco en een inwoner van de regio, vestigde de aandacht van de rest van het team op het bestaan ​​van dit relict-ecosysteem in 2016. "Ik heb hier als kind gevist en op deze mangroven gespeeld, maar we wisten nooit precies hoe ze daar kwamen, "zei Burelo. "Dat was de drijvende vraag die het team bij elkaar bracht."

Burelo's veldwerk en biodiversiteitsonderzoeken in de regio vormden de solide basis van het onderzoek. Zijn opmerkelijke ontdekking van het oude ecosysteem is gedocumenteerd in "Memories of the Future:the modern discovery of a relict ecosystem, " een bekroonde korte film geproduceerd door Scripps-alumnus Ben Fiscella Meissner (MAS MBC '17).

Felipe Zapata en Claudia Henriquez van UCLA leidden het genetische werk om de oorsprong en ouderdom van het relictbos te schatten. Sequentiebepaling van segmenten van het genoom van de rode mangrovebomen, ze konden vaststellen dat dit ecosysteem meer dan 100 migreerde van de kusten van de Golf van Mexico naar de San Pedro-rivier, 000 jaar geleden en verbleef daar geïsoleerd nadat de oceaan zich terugtrok toen de temperatuur daalde. Hoewel mangroven de meest opvallende soorten in het bos zijn, ze vonden bijna 100 andere kleinere soorten die ook een afstamming van de oceaan hebben.

"Deze ontdekking is buitengewoon, "zei Zapata. "Niet alleen zijn de rode mangroven hier met hun oorsprong in hun DNA gedrukt, maar het hele ecosysteem van de kustlagune van het laatste interglaciaal heeft hier zijn toevlucht gevonden."

Paula Ezcurra, wetenschapsprogrammamanager bij de Climate Science Alliance, voerde de zeespiegelmodellering uit, opmerkend dat de kustvlakten van de zuidelijke Golf van Mexico zo laag liggen dat een relatief kleine verandering in de zeespiegel dramatische effecten landinwaarts kan hebben. Ze zei dat een fascinerend stuk van deze studie is hoe het de voordelen benadrukt van samenwerking tussen wetenschappers uit verschillende disciplines.

"Elk stukje van het verhaal alleen is niet voldoende, maar samen genomen, de genetica, geologie, plantkunde, en veldobservaties vertellen een ongelooflijk verhaal. Elke betrokken onderzoeker leende zijn expertise waardoor we het mysterie van een 100, 000+ jaar oud bos, " zei Ezcurra, een alumna van Scripps Oceanography (MAS CSP '17).

Het veldwerk werd geleid door de ecologen van het team - Octavio Aburto-Oropeza, Paula Ezcurra, Exequiel Ezcurra van UC Riverside, en Sula Vanderplank van Pronatura Noroeste. Het meerdere keren bezoeken van de studieplekken vanaf 2016, ze verzamelden stenen, sedimenten en fossielen om in het laboratorium te analyseren, hen te helpen bewijzen uit het verleden op te sporen die consistent zijn met een marien milieu.

De auteurs merken op dat de regio rond de onderzoekslocaties in de jaren zeventig systematisch werd ontbost door een misleidend ontwikkelingsplan; de oevers van de San Pedro-rivier werden alleen gespaard omdat de bulldozers er niet bij konden. Het gebied wordt nog steeds bedreigd door menselijke activiteiten, dus benadrukten de onderzoekers de noodzaak om dit biologisch belangrijke gebied in de toekomst te beschermen.

"We hopen dat onze resultaten de regering van Tabasco en de milieuadministratie van Mexico overtuigen van de noodzaak om dit ecosysteem te beschermen, " zeiden ze. "Het verhaal van de Pleistocene glaciale cycli is geschreven in het DNA van zijn planten, wachtend op wetenschappers om het te ontcijferen, maar, belangrijker, de mangroven van San Pedro waarschuwen ons voor de dramatische impact die klimaatverandering kan hebben op de kustvlakten van de Golf van Mexico als we niet dringend actie ondernemen om de uitstoot van broeikasgassen te stoppen."