Zrozumienie wpływu owadów roślinożernych na ekosystemy leśne
Większość lasów pochłania obecnie więcej dwutlenku węgla niż go uwalnia, pomagając spowolnić gromadzenie się CO2 w atmosferze. Wielkość i czas trwania tego efektu kontrolowane są przez szereg czynników wpływających na wzrost roślin, z których kluczowym przykładem są składniki odżywcze gleby. „Jednym z kluczowych czynników wpływających na obieg składników odżywczych w roślinach i glebie, którego znaczenie dotychczas pomijano, jest działalność zwierząt, zwłaszcza roślinożerców”, zauważa koordynator projektu ECOHERB Daniel Metcalfe(odnośnik otworzy się w nowym oknie) z Uniwersytetu w Umeå(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w Szwecji. „Nieliczne badania nad wpływem roślinożerców na obieg składników odżywczych w ekosystemie skupiały się raczej na dużych zwierzętach, a nie owadach, mimo że są one niezwykle liczne w wielu systemach lądowych”.
Wpływ owadów na obieg składników odżywczych
Projekt ECOHERB, finansowany przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych(odnośnik otworzy się w nowym oknie), miał na celu wypełnienie tej luki. Osiągnięto to poprzez stworzenie globalnej sieci obszarów leśnych, w których udział owadów roślinożernych w obiegu składników odżywczych można było określić ilościowo w skoordynowany i systematyczny sposób. Utworzono stacje monitorujące obejmujące wszystkie typy lasów. W celu zbadania wpływu odchodów roślinożerców na procesy glebowe w różnych warunkach temperatury i wilgotności przeprowadzono odpowiednie eksperymenty. Informacje te są obecnie integrowane z najnowocześniejszymi modelami ekosystemów. „Główne podejście, które przyjąłem, zostało nakreślone w mojej wcześniejszej pracy, opublikowanej tuż przed rozpoczęciem projektu”, mówi Metcalfe. „Dzięki projektowi ECOHERB mogłem znacznie zwiększyć skalę tych wypróbowanych i przetestowanych metod, aby lepiej zrozumieć rolę owadów roślinożernych w ekosystemach lądowych”. W praktyce wiązało się to z koniecznością pokonania ogromnych przeszkód biurokratycznych i logistycznych w celu ustanowienia i przeprowadzenia intensywnych działań monitorujących w odległych lokalizacjach w dziesiątkach krajów. Było to szczególnie trudne w ostatnich latach projektu, które przypadły na czas trwania pandemii COVID-19. „Powodzenie projektu jest świadectwem niezwykle utalentowanego i oddanego zespołu naukowców z tytułem doktora i doktora habilitowanego oraz partnerów krajowych, którzy byli zaangażowani w projekt”, dodaje Metcalfe.
Czynniki wpływające na uwalnianie węgla i składników odżywczych
Pomimo tych wyzwań Metcalfe był w stanie stworzyć najbardziej szczegółowy i kompleksowy obraz wzorców i czynników leżących u podstaw uwalniania węgla i składników odżywczych z lasów za pośrednictwem owadów roślinożernych. „Udało nam się zbadać wzorce uwalniania węgla i składników odżywczych za pośrednictwem roślinożerców w stosunkowo niezakłóconych systemach leśnych”, zauważa. „Na tej podstawie udało nam się ustalić występowanie owadów roślinożernych na całym świecie i lepiej zrozumieć biogeochemię(odnośnik otworzy się w nowym oknie) lasów”. Na przykład na Hawajach Metcalfe'owi i jego zespołowi udało się określić ilościowo, w jaki sposób składniki odżywcze uwalniane przez roślinożerców wpływają na niektóre kluczowe procesy ekosystemowe oraz w jaki sposób te czynniki kontrolne i procesy były regulowane przez klimat. „Obecnie współpracujemy z kilkoma różnymi zespołami ds. modelowania, aby wykorzystać zebrane dane do opracowania i ulepszenia kilku różnych modeli ekosystemów”, mówi.
Monitorowanie na dużą skalę
Praca Metcalfe'a pomogła podkreślić znaczenie wysiłków w zakresie monitorowania na dużą skalę i pokazała, w jaki sposób można z powodzeniem rozwijać i zwiększać skalę wstępnych badań. „Uważam, że zastosowane przez nas metody i osiągnięte wyniki stanowią mocny argument za włączeniem owadów roślinożernych i aktywności zwierząt ogółem do modelowych symulacji funkcji i procesów ekosystemu”, opowiada. „Mam nadzieję, że będę mógł kontynuować pracę w wielu lokalizacjach, bazując na fantastycznej sieci partnerów krajowych, dzięki którym możliwa była dotychczasowa praca”.
