Insekti i mikroorganizmi koji se hrane biljkama, seku lišće, modifikuju lisno tkivo ili proizvode pege na listovima i druge vrste oštećenja, obično su poznati kao štetočine i smatraju se štetnim, ali interakcije između biljaka i njihovih prirodnih neprijatelja su važni izvori biodiverziteta.
U tropskim šumama, na primer, ove „štetočine” su deo velikih ekoloških mreža od kojih zavisi funkcionisanje ekosistema. Ako opadaju, može biti pogođena cela šuma, sa posledicama koje su slabo shvaćene.
Članak objavljen u časopisu Journal of Ecologi pokazuje da gubitak velikih sisara biljojeda kao što su tapiri, jeleni i pekari može biti faktor u opadanju interakcija između biljaka i njihovih prirodnih neprijatelja.
„Bogatstvo biljnih vrsta se kratkoročno povećava u odsustvu velikih sisara koji se hrane biljkama i gaze ili menjaju strukturu tla. Pošto patogeni imaju veoma specifične odnose sa biljkama domaćinima, njihov kapacitet da se šire i nastavljaju životni ciklus opada u područja sa većim bogatstvom vrsta.
„Smanjenje interakcija između biljaka i patogena može imati evolutivne posledice za oboje“, rekla je Carine Emer, prva i korespondentna autorka članka. Studija koju opisuje sprovedena je dok je bila postdoktorski saradnik na Institutu za biološke nauke Državnog univerziteta Sao Paulo (IB-UNESP) u Rio Klaru, Brazil.
Drugi mogući razlog za smanjenje broja patogena u odsustvu velikih biljojeda je činjenica da ovi sisari putuju na velike udaljenosti u šumi i prenose mikroorganizme između biljaka, od čega se ništa ne dešava kada lokalno izumru.
Nalazi navedeni u članku su rezultat dva projekta. Noviji, „DEFAU-BIOTA: efekti defaunacije na ugljenik u tlu i funkcionalnu raznolikost biljaka u Atlantskoj prašumi“, vodi Mauro Galetti, profesor na IB-UNESP i poslednji autor članka.
Drugi projekat je bio „Ekološke posledice defaunacije u atlantskoj kišnoj šumi“, koji je takođe vodio Galeti, koji je od 2009. radio na eksperimentu o isključenju biljojeda koji se sastoji od velikog broja uparenih otvorenih-zatvorenih šumskih parcela, od kojih svaka ima 15 kvadratnih metara, u četiri lokacije u državi Sao Paulo Zatvorene parcele su ograđene kako bi se sprečilo ulazak velikih sisara na otvorene površine.
Kamerolovke na svim parcelama omogućavaju istraživačima da posmatraju efekte isključenja pekara, tapira, jelena, paca i agoutija (isključenost) na biljke i zemljište, kao i na ekološke interakcije kao što je jedenje listova od insekata. Prethodna istraživanja grupe pokazala su važnost velikih sisara za đubrenje zemljišta, prostorno strukturiranje biljnih zajednica i širenje semena u šumama.
Galeti je takođe jedan od glavnih istraživača za Centar za istraživanje biodiverziteta i klimatskih promena (CBioClima), Centar za istraživanje, inovacije i diseminaciju (RIDC).
Sisari, insekti i mikroorganizmi
U svojoj najnovijoj studiji, istraživači su analizirali oštećenja na 10.050 listova sa 3.350 biljaka na 86 parcela u oblastima Itamambuca, Ilha do Cardoso, Carlos Botelho State Park i Vargem Grande Paulista.
Oni su klasifikovali oštećenje listova u pet funkcionalnih grupa, uključujući oštećenja izazvana insektima (kao što su larve buba i leptiri) i patogenima (kao što su bakterije, gljive i virusi). Analizirali su listove na biljkama visine od 1 m ili manje. Ovo drveće i druge biljke pripadaju podzemnom sloju, sloju vegetacije između krošnje šume i šumskog poda, i na pravom su nivou da veliki biljojedi mogu da uklone lišće.
Istraživači su ocenili oštećenje listova na skali od 0 (bez oštećenja) do 6 (75%–99% oštećeno). U oblastima bez velikih biljojeda (zatvorene parcele), ukupna oštećenja listova bila su 9% manja (u poređenju sa otvorenim parcelama), a šteta uzrokovana isključivo patogenima bila je manja za 29%. Na zatvorenim i otvorenim parcelama nije bilo značajnijih razlika u oštećenjima od insekata.
„Biljke su hiljadama godina bile u interakciji sa svojim prirodnim neprijateljima u trci u naoružanju koja uključuje napad i odbranu. Odbrana koju su razvili je i fizička i hemijska. Patogeni i drugi prirodni neprijatelji stvaraju nove oblike napada, a biljke odgovaraju novom odbranom .
„Ovaj proces je ključan za proizvodnju i održavanje biodiverziteta jer može dovesti do pojave novih vrsta biljaka i organizama koji su u interakciji sa njima“, rekao je Emer, trenutno istraživač u Botaničkoj bašti Rio de Žaneira i Institutu Jurua.
Dugoročno, smanjenje interakcije biljke i patogena može značiti da proces prestaje da doprinosi biodiverzitetu prirodnom selekcijom. Nedavno su, na primer, nemački istraživači analizirali fosilne listove i pokazali kako su velike promene u vegetacionim strukturama u poslednjih 66 miliona godina dovele do gubitka interakcija i funkcionalne raznovrsnosti u određenim grupama insekata biljojeda.
Sličan trend se mogao desiti kao rezultat gubitka patogena u područjima koja su podložna promenama u vegetacionim strukturama usled gubitka velikih sisara.
„Naša studija je dala inovativne rezultate i upravo iz tog razloga zaslužuje da se proširi na druga područja atlantske prašume u Brazilu, kao i na druge tropske šume. U svakom slučaju, pokazala je dodatni problem koji može biti uzrokovan izumiranjem velikih sisara, “, rekao je Emer.
Nacho Villar, drugi odgovarajući autor članka, trenutno je istraživač na Holandskom institutu za ekologiju (NIOO-KNAV). Koautori Natalija Melo, Valeska Ziparo i Serđo Nazaret izvršili su terenski rad i botaničku identifikaciju.
