Die Forscher untersuchen, wie sich das Aussterben von Vögeln und der Klimawandel auf die genetische Vielfalt und die Erhaltung der Symbolpalme des Atlantischen Waldes auswirken
Es gibt eine Reihe von Faktoren, die das Überleben der Juçara-Palme zu beeinflussen scheinen, aus denen das Palmenherz von bester Qualität gewonnen wird - und aus diesem Grund das am meisten geschätzte. Neben dem starken Druck durch das illegale Fällen der Juçara und die Zerstörung des Atlantischen Waldes können das Aussterben von Vögeln und Klimaveränderungen die Arten in der Natur zum Aussterben bringen.
Das Phänomen des Aussterbens von Tieren wird von Defaunationswissenschaftlern genannt. Der Verlust von Tierarten, die für die Verbreitung von Samen und den Klimawandel verantwortlich sind, wird bei der Erhaltung der Flora im Allgemeinen ignoriert. Diese beiden Faktoren wurden in jahrelanger Forschung vom Biologen Mauro Galetti und seinem Team vom Department of Ecology der Universidade Estadual Paulista (Unesp) in Rio Claro entdeckt.
Das Herz der Palme kann aus dem Stamm verschiedener Palmenarten gewonnen werden, aber diejenigen, die üblicherweise zum Verzehr gefunden werden, sind die von Juçara, Pupunha und Açaí (oder Açaí). Die Juçara-Palme ( Euterpe edulis ) stammt aus dem Atlantischen Wald, während die anderen Arten aus dem Amazonas stammen.
Ein Unterschied zwischen den drei Arten besteht darin, dass die Juçara einen einzigen Stamm hat, während die anderen Klumpen bilden. Wenn also das Herz einer Palme extrahiert wird, stirbt die Juçara-Palme, während die Pupunha und die Açaí aus dem Hauptstamm sprießen, wie dies bei Bananenbäumen der Fall ist.
Ein weiterer wichtiger Unterschied besteht darin, dass die Juçara acht bis 12 Jahre benötigt, um ein hochwertiges Palmenherz herzustellen, während die Pupunha-Palme erst nach 18 Monaten Pflanzzeit extrahiert werden kann.
Daher führt die Extraktion von Juçara-Palmenherzen zwangsläufig zum Fällen erwachsener Personen, vorzugsweise größerer Personen (Palmen können eine Höhe von 20 Metern erreichen). Wenn erwachsene Individuen abgeholzt werden, gibt es weniger Pflanzen, um Samen zu produzieren, die zum Keimen verteilt werden müssen. Die Bevölkerung nimmt ab und kann sogar lokal ausgestorben sein.
Aus all diesen Gründen wird die Juçara-Palme in die Rote Liste der vom Aussterben bedrohten Pflanzenarten in Brasilien aufgenommen, die vom Nationalen Zentrum für die Erhaltung der Flora erstellt wurde.
Die Erhaltung von Juçara steht in direktem Zusammenhang mit der Erhaltung der biologischen Vielfalt des Atlantischen Waldes. Seine Samen und Früchte dienen als Nahrung für mehr als 48 Vogelarten und 20 Säugetiere. Tukane, Jacutingas, Jacus, Sabiás und Arapongas sind hauptsächlich für die Verbreitung von Samen verantwortlich, während Cotias, Tapire, Sammler, Eichhörnchen und viele andere Tiere von ihren Samen oder Früchten profitieren. Früchte sind reich an Fett und Antioxidantien, weshalb sie von Tieren so begehrt sind.
Forscher von Unesp fanden heraus, dass der beschleunigte Rückgang der Populationen von samenverteilenden Vögeln aufgrund der Fragmentierung oder Zerstörung von Lebensräumen oder durch illegale Gefangennahme die Hauptursache für den Verlust der genetischen Variabilität der Juçara ist. Und wenn die genetische Variabilität verloren geht, wird die Art anfälliger für zukünftige Herausforderungen wie Klimaveränderungen, die den Planeten betreffen.
In einer in Conservation Genetics veröffentlichten Studie kamen Forscher von Unesp, der Federal University of Goiás und der State University of Santa Cruz zu dem Schluss, dass das derzeitige Muster der genetischen Vielfalt bei E. edulis im atlantischen Wald eine Kombination des Klimawandels in den letzten Jahrtausenden ist und menschliches Handeln, wie die Zerstörung von Lebensräumen und das Aussterben von Samen zerstreuenden Vögeln.
In dieser Arbeit stellten die Forscher fest, dass die genetische Vielfalt der Juçara-Palme in den letzten 10.000 Jahren durch Klimaveränderungen verringert wurde (naturhistorischer Prozess) und dass dieser Prozess heute durch das Aussterben großer frugivore Vögel erklärt werden kann (anthropischer Prozess, d. H. resultierend aus menschlicher Aktivität).
Diese Entdeckung veranlasste die Forscher zu verstehen, wie frugivore Vögel den genetischen Differenzierungsprozess der Juçara beeinflussen.
Untersuchungen im Labor von Professor Galetti hatten bereits bestätigt, dass ein Zusammenhang zwischen der Verringerung der Größe der Juçara-Samen (die natürlich zwischen 8 und 14 Millimeter im Durchmesser variiert) und dem lokalen Aussterben großer Vögel besteht, die ihre Samen zerstreuen.
In einer 2013 in der Fachzeitschrift Science veröffentlichten Studie untersuchten die Forscher 22 Gebiete des Atlantischen Waldes, die zwischen Paraná, São Paulo, Rio de Janeiro, Minas Gerais und Südbahia verteilt sind. Sie fanden heraus, dass in Gebieten mit großen frugivoren Vögeln wie Tukanen ( Ramphastos spp .), Meerschweinchen ( Penelope spp .) Und Jacutingas (i> Aburria jacutinga) die Juçara-Samen größer waren und möglicherweise 12 Millimeter überstiegen. In den Gebieten, in denen nur kleinere Arten mit kleineren Schnäbeln wie Soor ( Turdus spp.) Vorherrschten, überschritt der Durchmesser der Juçara-Samen 9,5 Millimeter nicht.
Mit anderen Worten: In Gebieten des Atlantischen Waldes, in denen die Population von Tukanen, Guans, Arapongas ( Procnias nudicollis ) und Jacutingas lokal durch Jagd ausgelöscht wurde, werden die größeren Samen nicht mehr verteilt, da sie für kleine Frugivoren wie Drosseln zu groß sind, was nur der Fall ist Sie können die kleinen Samen schlucken. Samen, die nicht von den Vögeln verzehrt werden, keimen nicht, dh die Juçara hängt von den Vögeln ab, um ihre Population zu erhalten.
Ein solcher Unterschied in der Samengröße mag klein erscheinen, ist es aber nicht. Es ist wichtig für die Erhaltung der Palme. „Dies liegt daran, dass kleinere Samen leichter Wasser verlieren, weil sie weniger Oberfläche haben, und dies macht Palmen empfindlicher für erhöhte Dürreperioden, was ihre Häufigkeit mit dem Klimawandel erhöhen sollte“, erklärt Galetti.
Die Forscher fanden heraus, dass in den Wäldern in der Nähe von Rio Claro, wo Juçaras mit kleinen Samen nach der schweren Dürre im Jahr 2014 vorherrschen, sie einfach nicht keimten.
„Der durch die Defaunation verursachte selektive Druck ist so stark, dass es in einigen Gebieten 50 Jahre dauerte, bis die größeren Juçara-Samen verschwanden. Wäre eine solche Auswahl auf genetischer Ebene erkennbar? Genau diese Erkenntnis führte zu unserer neuen Arbeit “, sagte die Biologin Carolina da Silva Carvalho, Galettis Doktorandin.
In einer 2016 in Scientific Reports veröffentlichten Studie der Nature- Gruppe zeigte die Unesp-Gruppe, dass eine Defaunation zusätzlich zur Veränderung der phänotypischen Variabilität (Größe) von Juçara-Samen zu evolutionären Veränderungen in den Populationen von Euterpe edulis führt das heißt, in seinem Genotyp.
Die Forschung wurde von der São Paulo State Research Support Foundation (Fapesp) im Rahmen des thematischen Projekts „Ökologische Folgen der Defaunation im atlantischen Wald“ und der regelmäßigen Hilfe „Neue Probenahmemethoden und statistische Instrumente für die Biodiversitätsforschung: Integration“ unterstützt Bewegungsökologie mit Bevölkerungs- und Gemeindeökologie “.
„In dieser Arbeit wollten wir wissen, ob das Aussterben großer frugivore Vögel zu einer genetischen Veränderung im Herzen der Palme führen kann. Wir wussten jedoch, dass historische Faktoren auch die genetische Vielfalt des Juçara-Herzens von Palmen beeinflussen können. Deshalb haben wir eine Reihe von Hypothesen aufgestellt und bewertet, welcher Prozess das Muster der genetischen Vielfalt unter den Populationen von E. edulis am besten erklärt “, sagte Carvalho.
Die Forschung berücksichtigte drei Hauptvariablen, die genetische Veränderungen unter Populationen der Juçara-Palme beeinflussen könnten. Zunächst wurden Daten zum Verlust großer frugivore Mittel, die Juçara-Samen dispergieren (Defaunation), aufgenommen.
Zweitens wurden Daten zur biogeografischen Herkunft der verschiedenen Populationen von E. edulis aufgenommen . Untersucht wurden Unterschiede in der Population von Palmen, die in ombrophilen Wäldern wachsen, den dichtesten und feuchtesten Wäldern mit immergrünen Blättern und denen, die in halbabfallenden Gebieten wachsen, die offener und trockener sind und deren Vegetation saisonal Blätter verliert.
Die Rolle der Fragmentierung atlantischer Waldgebiete bei der Veränderung der genotypischen Variabilität von Juçara wurde ebenfalls untersucht. Die Fragmentierung der Wälder kann zu einer drastischen Verringerung der Bevölkerungsgröße und zu einer Erhöhung der räumlichen Isolation der Populationen führen, wodurch ihre genetische Vielfalt verringert wird.
„Unsere Arbeit zeigte eindeutig eine genetische Differenzierung zwischen Palmen an Orten mit und ohne große Vögel und wir kamen zu dem Schluss, dass das Aussterben großer Frugivoren die Entwicklung der Juçara-Palme verändert“, fügt Carvalho hinzu.
Hängt dieser genetische Unterschied mit der Größe der Samen zusammen? "Wir wissen es noch nicht. Wir sind nicht so weit gegangen, die Genetik der Juçara zu analysieren, um herauszufinden, welche Gene für die Variation der Samengröße verantwortlich sind. Was wir sagen können ist, dass die Defaunation die natürliche Selektion verändert, in der nur die kleinen Samen der Juçara verteilt sind, und auch die Genetik der Pflanze beeinflusst “, sagte Galetti.
Ist es möglich, diese Situation umzukehren, wenn man alles berücksichtigt, was bisher gefunden wurde? Mit anderen Worten, kann garantiert werden, dass Populationen, die nur kleine Samen haben, angesichts des Klimawandels überleben?
Die Forscher versuchen nun, die genetische Vielfalt und Variabilität der Samengrößen der Juçara wiederherzustellen, wo sie gefährdet ist.
„Wenn wir in vielen Naturgebieten nicht eingreifen, können Palmenherzpopulationen mit dem Klimawandel verschwinden, weil kleine Samen mehr Wasser verlieren und nicht keimen. Mit anderen Worten, in heißen und trockenen Jahren keimen die Samen nicht “, sagte Galetti.
„In dieser neuen Phase des Projekts möchten wir untersuchen, wie die genetische Variabilität und die Größe der Samen in den Populationen, in denen die großen Samenverteiler ausgestorben sind, am besten wiederhergestellt werden können. Es gibt Gebiete mit großen und kleinen Samen. Es werden jedoch nur große Samen nicht verteilt, da keine größeren Vögel vorhanden sind. Und es gibt Bereiche, in denen die großen Samen bereits verschwunden sind. Daher analysieren wir, ob die einfache Wiedereinführung großer Vögel ausreicht, um die vollständige Rückgewinnung von Palmherzsamen zu gewährleisten, oder ob wir andere effektivere Wiederherstellungsstrategien benötigen “, sagte Carvalho.
„Ohne die Palmenherzen wird der Atlantikwald ärmer, weil die Juçara die größten Samenverteiler im Wald füttert“, kommentiert Galetti. "In einem Vortrag über dieses Problem für Landwirte und Menschen, die Baumschulen für Juçara-Setzlinge unterhalten, sagten sie mir schnell, dass sie von nun an die größten Samen auswählen und aus diesen Samen Setzlinge produzieren werden", sagte Galetti.
Das Studium der Ökologie der Juçara-Palme nimmt einen zentralen Platz in Galettis wissenschaftlicher Entwicklung ein. „Ich habe 1986 mit einem Stipendium von Fapesp angefangen, Samenverbreitung zu studieren. Ich untersuchte, welche Vögel sich auf den Juçara-Samen zerstreuten und jagten. Dies war die Grundlage all unserer späteren Studien, da wir eine solide Grundlage in der Naturgeschichte über die Wechselwirkung zwischen Frugivoren und Palmenherzen haben und mit großer Zuversicht sagen können, welche die besten Dispergierer der Juçara sind “, sagte er.
Artikel:
Klimastabilität und zeitgenössische menschliche Einflüsse beeinflussen die genetische Vielfalt und den Erhaltungszustand einer tropischen Palme im Atlantischen Wald Brasiliens (doi: 10.1007 / s10592-016-0921-7) von Carolina da Silva Carvalho, Liliana Ballesteros-Mejia, Milton Cezar Ribeiro, Marina Corrêa Côrtes, Alesandro Souza Santos und Rosane Garcia Collevatti: //link.springer.com/article/10.1007/s10592-016-0921-7.
Die Defaunation führt zu mikroevolutionären Veränderungen in einer tropischen Palme (doi: 10.1038 / srep31957) von Carolina S. Carvalho, Mauro Galetti, Rosane G. Colevatti und Pedro Jordano: //www.nature.com/articles/srep31957.
Das funktionelle Aussterben von Vögeln führt zu raschen evolutionären Veränderungen der Samengröße (doi: 10.1126 / science.1233774) von Mauro Galetti, Roger Guevara, Marina C. Côrtes, Rodrigo Fadini, Sandro von Matter, Abraão B. Leite, Fábio Labecca und Thiago Ribeiro Carolina S. Carvalho, Rosane G. Collevatti, Mathias M. Pires, Paulo R. Guimarães Jr., Pedro H. Brancalion, Milton C. Ribeiro und Pedro Jordano. 2013: //science.sciencemag.org/content/340/6136/1086.
Quelle: Peter Moon, aus Agência Fapesp
