Ketika Charles Darwin pertama kali berlayar ke daerah tropis di atas kapal HMS Beagle pada tahun 1835, ia terpana. Naturalis berusia 26 tahun itu berharap menemukan tingkat keanekaragaman tanaman dan hewan yang sama dengan yang ia tinggalkan di garis lintang yang lebih tinggi di Plymouth, Inggris. Sebaliknya, di Kepulauan Galapagos yang nyaman, ia menemukan banyak makhluk aneh dan beragam yang tumbuh bersama.
Konten terkait
- Bagaimana Pohon Seribu Tahun Menjadi Gading Baru
- Bagaimana Ilmuwan dan Kelompok Adat Dapat Bekerja Sama untuk Melindungi Hutan dan Iklim
- Mengapa 10 Ton Harian Semut Poop Menjaga Hutan Hujan Ini Berkembang
Mendayung ke pantai untuk dijelajahi, Darwin menuliskan dalam catatannya bahwa jumlah penghuni "sayur dan hewan" yang berbeda di pulau-pulau tropis kecil jauh lebih tinggi daripada di tempat lain di sepanjang perjalanannya. Dia bertanya-tanya: Bagaimana mungkin tropis tampaknya memiliki keanekaragaman jauh lebih banyak daripada hutan Eropa yang lebih utara? Bukankah seharusnya makhluk-makhluk yang penuh sesak ini telah berjuang melawan kepunahan sejak lama?
Darwin tidak pernah menemukan jawaban untuk misteri khusus itu (lagipula, ia memiliki banyak hal dalam benaknya), dan dengan demikian pertanyaan itu bertahan hingga abad berikutnya. Akhirnya, pada awal 1970-an, dua ahli ekologi secara independen muncul dengan hipotesis yang sama untuk menjelaskan fenomena misterius — setidaknya dengan pepohonan.
Daniel Janzen dan Joseph Connell mengemukakan penjelasan yang tampaknya berlawanan dengan intuisi. Mungkin, mereka berpendapat, keanekaragaman tanaman yang menakjubkan yang kami temukan di hutan tropis dimungkinkan oleh dua faktor: keberadaan "musuh alami" yang menargetkan spesies tertentu dan menjaga ukuran populasi, dan kecenderungan anak muda dari satu spesies untuk menetap jauh. dari orang tua mereka, di luar jangkauan predator itu.
Sampai baru-baru ini, para peneliti hanya dapat membuktikan bahwa hipotesis Janzen-Connell berlaku dalam studi lokal. Masalahnya adalah, mereka tidak memiliki akses ke jenis dataset global yang diperlukan untuk menjelaskan pola planet yang lebih luas dari penurunan keragaman dari ekuator ke kutub. Sekarang, dalam sebuah studi baru yang diterbitkan minggu lalu di jurnal Science, para peneliti menunjukkan bahwa mekanisme hipotesis ini memang bertanggung jawab atas tren global dalam keanekaragaman hayati hutan.
Myers memegang bibit pohon tropis di Hutan Hujan Amazon di Peru. (Jonathan Myers) Tahun lalu, ahli ekologi hutan Jonathan Myers dan Joe LaManna melakukan perjalanan ke sebuah lokakarya di Hainan, Cina yang berfokus pada analisis data yang dihasilkan oleh Observatorium Bumi Bumi Global (ForestGEO) Smithsonian, jaringan 60 hutan di seluruh planet yang dipantau secara mendalam. Myers dan LaManna, keduanya dari Universitas Washington di Saint Louis, Missouri, tahu bahwa ForestGEO dapat memberikan dataset global yang mereka butuhkan untuk menjawab pertanyaan yang telah menjengkelkan mereka dan para ahli ekologi lain sejak pelayaran Darwin.
“Salah satu perbedaan mencolok antara daerah beriklim sedang dan tropis adalah bahwa semua spesies 'ekstra' itu sangat langka, ” kata LaManna, seorang peneliti pasca-doktoral dan penulis pertama studi baru ini. Pertimbangkan bahwa hutan yang beriklim sedang dapat dibungkus dinding dengan dinding-dinding dengan pohon kayu merah, sedangkan daerah tropis dihiasi oleh sejumlah pohon unik yang sering ada dalam isolasi dari spesies lain dalam spesies mereka. “Bagaimana spesies langka itu dapat bertahan dalam menghadapi kepunahan?” Tanya Myers, seorang profesor biologi dan rekan penulis dalam penelitian ini.
Menjawab pertanyaan itu membutuhkan usaha besar-besaran. Dataset menghitung 2, 4 juta pohon dari 3.000 spesies dengan cara yang tepat untuk memastikan perbandingan di setiap hutan. Lebih dari 50 penulis bersama dari 41 lembaga termasuk Smithsonian kemudian menganalisis data, yang membentang 24 plot ForestGEO di sekitar planet ini. "Itu banyak, " kata LaManna. "Setiap batang dengan diameter satu sentimeter dipetakan, diukur, ditandai, dan diidentifikasi."
Upaya Hercules terbayar. Setelah menganalisis data, mereka menemukan tren yang mengejutkan: Di daerah dengan jumlah pohon dewasa yang lebih tinggi, ada lebih sedikit anakan muda dari spesies yang sama. Pola ini sangat mencolok di daerah tropis daripada di daerah beriklim sedang mereka sampel.
Ini berarti bahwa, tidak seperti di ekosistem lintang yang lebih tinggi, di dekat pohon khatulistiwa cenderung hidup berdampingan di sekitar tetangga dalam keluarga yang sama. Seolah-olah, pada suatu titik, orang tua pohon dan anak-anak pohon muda mereka dengan suara bulat setuju bahwa sudah waktunya untuk keluar dari ruang bawah tanah. Kecuali di hutan, hidup terpisah lebih jauh tidak hanya membiarkan pohon induk melayang di sarang kosong mereka. Ini masalah hidup dan mati bagi spesies.
"Dengan pepohonan, itu bukan efek langsung dari pohon induk pada keturunannya, " kata Myers. "Ini adalah efek tidak langsung di mana musuh alami yang menyerang orang dewasa juga menyerang keturunannya." Musuh-musuh ini bisa berupa patogen, pemangsa benih atau herbivora yang menargetkan satu spesies. Seperti halnya populasi manusia yang padat di kota-kota memungkinkan penyebaran penyakit menular yang cepat, musuh-musuh ini dapat dengan cepat menghancurkan hutan lebat spesies yang sama.
Namun, jika anakan Anda menetap lebih jauh, kecil kemungkinan satu musuh akan memusnahkan mereka semua. "Anda menganggap musuh sebagai pengaruh buruk pada pohon, terutama yang kelimpahan rendah, " kata LaManna. "Tapi mereka bisa menjadi kekuatan penstabil yang kuat— [musuh] benar-benar dapat melindungi mereka dan menjaga mereka agar tidak punah." Anda mungkin berkata: Dengan musuh seperti ini, siapa yang butuh teman?
"Ini mengubah cara saya berpikir tentang ekologi, " kata Myers. "Musuh sebenarnya dapat memiliki efek menguntungkan dalam memelihara spesies langka di komunitas ini, terutama di daerah tropis."
Predator herbiverous meninggalkan daun berlubang di Madidi, Bolivia. (Jonathan Myers) Data tersebut memberikan penjelasan yang meyakinkan mengapa kita melihat pola keanekaragaman hayati global yang kita lakukan, kata Gary Mittelbach, seorang ahli ekologi hutan dan profesor biologi integratif di Michigan State University yang tidak terlibat dalam penelitian ini. "Fakta bahwa mereka mampu menunjukkannya di seluruh dunia dengan metode standar membantu memperkuat gagasan itu, " kata Mittelbach.
Salah satu kelemahan dari penelitian ini adalah, walaupun itu menyiratkan tren global, tidak ada sampel dari utara Eropa Tengah atau selatan Papua Nugini. “Saya agak berharap mereka memiliki lebih banyak [hutan] di Asia dan Eropa sehingga tidak semua lintang tinggi ada di Amerika Utara, ” kata Mittelbach. Bahkan dengan kelangkaan sampel dari lintang tinggi, namun, "Saya masih cukup yakin dengan polanya, " katanya.
Meskipun para peneliti berhasil menunjukkan bahwa tren yang diajukan oleh Janzen dan Connell benar, pertanyaan tentang apa sebenarnya yang menyebabkan tropis menjadi begitu beragam masih tetap ada.
Myers berspekulasi bahwa stabilitas iklim tropis dapat berkontribusi pada keanekaragaman hayati yang kaya, dibandingkan dengan perubahan drastis yang terjadi selama waktu geologis di garis lintang yang lebih tinggi. "Ada lebih banyak gangguan di zona beriklim sedang" selama ribuan tahun terakhir, katanya. Dengan "gangguan, " Myers berarti lapisan es yang berulang kali melibas seluruh Amerika Utara di masa lalu Bumi.
Daerah tropis belum mengalami gangguan seperti itu. Para peneliti menghubungkan reproduksi tinggi dan tingkat kepunahan yang rendah pada spesies tanaman dan hewan tropis dengan iklim yang relatif nyaman. Itu bekerja dengan baik untuk mereka sampai sekarang, tetapi hutan di seluruh dunia berubah sebagai akibat dari pola iklim yang lebih tidak stabil. Misalnya, ketika garis lintang yang lebih tinggi menjadi lebih hangat, pohon beriklim sedang bermigrasi perlahan ke utara.
"Mungkin ada pengaruh langsung atau tidak langsung dari iklim dalam memediasi kekuatan interaksi biotik antara musuh dan pohon, " kata Myers. "Di tempat yang lebih hangat atau lebih basah, Anda mungkin mengharapkan patogen memiliki pengaruh yang lebih kuat."
Kecenderungan global yang ditemukan para peneliti ini menggambarkan betapa keanekaragaman kehidupan biologis di Bumi dapat bergantung pada interaksi skala kecil. “Mekanisme ini adalah proses skala global, dan kita berbicara tentang interaksi antara orang dewasa, muda dan musuh khusus mereka pada skala 10 meter, ” kata LaManna. "Interaksi skala lokal itu berkontribusi pada pola keanekaragaman hayati di seluruh dunia."
