Forestil dig en tropisk skov, og du kan måske fremtrylle høje træer behængt med vinstokke, farvestrålende fugle, hylende aber og … regn. Faktisk dikterer nedbørsmønstre sammen med temperatur, hvor tropiske skove er fordelt rundt om i verden, men overraskende nok ved forskerne meget lidt om de direkte virkninger af nedbør på dyr.
En ny begrebsramme, udviklet af forskere fra University of Illinois og Kansas State University, opfordrer det videnskabelige samfund til formelt at overveje nedbørens rolle i en organismes økologiske niche - det sæt af biologiske og miljømæssige faktorer, der optimerer livet for et givet væsen.
"Vi forstår præcis, hvordan de fleste dyr reagerer på temperatur, men det samme gælder ikke for regn," siger Alice Boyle, lektor i Division of Biology i Kansas State og hovedforfatter om Trends in Ecology & Evolution artikel. "Når dyrebiologer ser nedbørseffekter i deres undersøgelser, går de ud fra, at det må handle om, hvordan planter reagerer på nedbør, og hvordan det påvirker fødeforsyningen til de organismer, de studerer. Men der kan være direkte fysiologiske konsekvenser af regn i forbindelse med fodring. adfærd, prædation, patogener og mere. Der sker meget mere end fødeforsyning."
I artiklen foreslår og definerer Boyle og medforfatterne Elsie Shogren og Jeff Brawn, hvad de kalder den hygiske niche: samlingen af fysiologiske, adfærdsmæssige og økologiske processer og interaktioner, der forudsiger, hvor endotermisk eller varmblodet, organismer udfører under et givet nedbørsscenarie.
"Før dette var der ingen samlende begrebsramme til at forstå, hvorfor reaktioner på nedbør kan variere mellem arter eller endda inden for den samme art, afhængigt af placeringen af undersøgelsen," siger Boyle."Vi har hørt fra videnskabsmænd, der har sagt: 'Wow, hvorfor har jeg aldrig tænkt over det her før?' Jeg tror, at denne nye ramme sandsynligvis vil ændre den måde, hvorpå mange mennesker studerer fordelingen, fysiologien og demografiske reaktioner af endotermer."
Brawn, professor ved Institut for Naturressourcer og Miljøvidenskab i Illinois, tilføjer: "Dette koncept har konsekvenser for bevarelse af følsomme organismer på lang sigt. Med hensyn til planlægning, hvor der skal investeres bevaringsdollar, eller hvor der skal prioriteres levesteder., bør vi se på nedbørsområder, hvor nedbørsregimer sandsynligvis vil forblive intakte over tid."
Fordi virkningerne af temperatur og fugt er så svære at adskille, udviklede holdet konceptet med den hygiske niche ved hjælp af årtiers fugle- og pattedyrforskning fra troperne. Temperaturen i disse ækvatoriale landskaber varierer lidt på årsbasis, men nedbøren kan variere meget, hvor nogle steder oplever tydelige tørre og våde sæsoner, og andre oplever daglig nedbør hele året. Men desværre, mange tropiske steder, ændrer disse årtusinder gamle mønstre sig nu på grund af klima- og arealanvendelsesændringer.
"Menneskeskabte ændringer i klimaet resulterer i, at nogle områder bliver vådere, og andre områder bliver tørrere. Det er også ikke kun mængden af nedbør, der ændrer sig; timingen og omfanget af storme ændrer sig også, og vi har meget lidt idé om, hvordan noget af dette vil påvirke dyr, " ifølge forfatterne.
I deres artikel beskriver Brawn og Boyle måder, hvorpå nedbør (for lidt eller for meget) kan påvirke organismer på individ-, befolknings- og samfundsniveau. Selvom regn klart påvirker fødevareforsyningen, kan det også påvirke fødesøgningsadfærd, reproduktions- og befolkningstilvækst og konkurrencedygtige interaktioner på subtile måder, som kan være vanskelige for forskere at spore tilbage til en bestemt kilde. Og selv små skift i tropiske nedbørsmønstre kan have store effekter.
"Selv hvis du kan se intakt skov ud til horisonten, hvis nedbørsregimerne ændrer sig, kan integriteten af det økosystem blive kompromitteret. Og det er bekymrende," siger Brawn.
Selv om konceptet blev udtænkt med tropiske systemer i tankerne, foreslår forskerne, at det kan og bør anvendes på økosystemer og organismer uden for troperne, med en smule justering og yderligere undersøgelse.
"Jeg arbejder i både tropiske systemer og græsarealer, og mit hovedfokus for forskning i græsmarksfugle, en af de mest truede fuglegrupper i Nordamerika, er at forstå, hvordan tidsmæssig variation i nedbør påvirker disse populationer. Så spørgsmålene og begreberne er bredt anvendelige," siger Boyle. "Det er bare det, at det var mere overskueligt at lægge dem ud og argumentere for deres betydning i tropiske systemer."
At udforme et nyt økologisk koncept kræver masser af test fra forskersamfundet for at identificere dets begrænsninger, og det er lige, hvad Boyle og Brawn håber vil ske.
"De næste trin involverer, at forskersamfundet tester centrale antagelser og forudsigelser af vores model," siger de. "En af de sværeste, men vigtigste opgaver er at forstå, om nedbør påvirker forskellige dyrearter af samme eller forskellige årsager. Handler det egentlig mest om mad, eller er disse mindre indlysende fysiologiske omkostninger vigtigere, end vi troede? At besvare disse spørgsmål vil være afgørende for effektiv bevaring og afbødning af klimaændringer i troperne."
Værket blev støttet af National Science Foundation (tilskud 1646806).
Afdelingen for Naturressourcer og Miljøvidenskab er i College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences ved University of Illinois.
