Тропические леса часто содержат сотни видов деревьев на квадратную милю, но ученые часто пытаются понять, как такое разнообразие видов может сосуществовать. В исследовании, опубликованном в журнале Science , исследователи из Техасского университета в Остине дали новый взгляд на ответ, обнаружив ключевую характеристику пространственного распределения взрослых деревьев.

Объединив компьютерное моделирование с данными, собранными за 30-летний период, исследователи обнаружили, что взрослые деревья в панамском лесу в три раза дальше от других взрослых особей того же вида, что и поговорка «яблоко от яблони недалеко падает». » подсказал бы.

Аннет Остлинг, адъюнкт-профессор Института вычислительной техники и наук Университета Оден и факультета интегративной биологии, и научный сотрудник Майкл Калюжный использовали данные, собранные на лесном исследовательском участке размером в 100 футбольных полей, расположенном на острове Барро-Колорадо в Панаме. Канал, который изучается в течение последних 100 лет. Исследователи обнаружили, что расстояние, на котором деревья находятся друг от друга, намного больше, чем расстояние, которое обычно проходят семена.

«Это ступенька к пониманию динамики таких вещей, как накопление углерода, которые имеют значение в связи с изменением климата », — сказал Остлинг. «Это такой фундаментальный вопрос, что, даже если приложения еще не известны, еще многое предстоит узнать, и это один из компонентов понимания»,

Команда задалась вопросом, почему происходит такое сильное отталкивание (отталкивание) молоди от родительского дерева. Единственным теоретическим объяснением является нечто такое, что помешало бы им обосноваться рядом с родителями.

Используя вычислительные модели, они обнаружили, что на каждый вид деревьев гораздо более негативно влияет его собственный вид, чем другие виды, вероятно, потому, что виды страдают от видовых врагов: патогенов, таких как грибы, или травоядных, таких как насекомые. Эти враги «освобождают место» для других видов, чтобы обосноваться вокруг каждого дерева, что приводит к более разнообразному лесу и препятствует доминированию какого-либо одного вида.

«Из-за обилия доступных данных об этом конкретном лесу мы знали точное местонахождение каждого дерева, а также то, как далеко распространяются семена», — сказал Калюжный. «Мы смогли задаться вопросом: как должен выглядеть лес, если деревья только что прижились там, где упали семена? С нашими вычислительными моделями оказалось, что настоящий лес совсем не похож на этот — настоящие деревья расположены гораздо дальше друг от друга. »

Во времена продолжающегося массового вымирания ученые работают над тем, чтобы лучше понять, что определяет разнообразие видов. Исследователи заявили, что исследование помогает преодолеть разрыв между противоположными теориями о том, как формируются леса, и предоставляет важные инструменты для изучения того, как тропические леса, в частности, и их обитатели меняются с течением времени.

«Деревья — это инженеры, которые обеспечивают ресурсы для всей экосистемы, и, поскольку большинство видов в мире обитает в тропиках, мы должны лучше понять, что поддерживает биоразнообразие планеты Земля», — сказал Калюжный. «Многие лекарства получены из тропиков, в том числе тысячи веществ с противораковой активностью. Исследование посвящено этому фундаментальному вопросу о мире природы».

Помимо Остлинга и Калюжного, соавторами исследования выступили С. Джозеф Райт из Смитсоновского института тропических исследований, старший научный сотрудник и сотрудник этого исследования, и Джеффри К. Лейк из Мичиганского университета.