Föredrag vid Botaniska Föreningens i Göteborg årsmöte

torsdagen den 26 april 2012 i “Botanhuset”

 

Föredrag av Alexandre Antonelli: “Mångfalden i tropiska Amerika”.

Alex presenterade exempel på den påfallande artrikedomen inom olika organismgrupper i tropiska Ame­rika, eller Neotropis. Jämfört med Gamla världens tropiker är Nya världens påfallande mycket mer artrika, något som Alex sökte efter något slag av “förklaring” till. Vi fick presenterat en skisserad teori om att det hela berodde på “samspelet mellan låglandsregnskogen i Amazonas och de höga bergen i Anderna”, men mycket återstod uppenbarligen innan förklaringen kunde anses vetenskapligt hållbar. Vi fick även veta mer om Alex’ kommande forskningsprojekt, där hans planerade besök på av vetenskapsmän aldrig tidigare be­sökta, svårtillgängliga platåberg i norra Brasilien tilldrog sig den största uppmärksamheten.

 

Alex inledde med att tacka för inbjudan att medverka vid Föreningens årsmöte; han disputerade för några år sedan i botanik vid Göteborgs universitet och är nu “vetenskaplig intendent” vid Botaniska Trädgården med särskilt ansvar för de varma växthusen. Men han är även forskare här i huset, och har nyligen beviljats hela 4 800 000 kr av Vetenskapsrådet för sin forskning om tropiska Amerikas biologiska mångfald – men vad skall han göra med alla pengar? Ja, knappast dyka ned i dem eller kasta dem över huvudet som “Joa­kim von Anka”!

Åtminstone vad avser kärlväxter (och ryggradsdjur) ökar artantalet i stort sett mot ekvatorn och avtar mot polerna. I Sverige har vi kanske ungefär 4500 bofasta kärlväxtarter medan motsvarande siffror för tropiska Afrika är 30 000, för Sydostasiens tropiker 82 000 – och för Nya världens tropiska delar kanske 110 000? Dessa tropiska områden har ungefär samma ytor, men Neotropis är påfallande mycket artrikare än Gamla världens bägge tropiska områden – varför? Många välbekanta kulturväxter härstammar från Neotropis, vi fick se fem exempel: kakao Theobroma cacao, potatis Solanum tuberosum, papaja Carica papaya, ananas Ananas comosus och tomat Lycopersicon esculentum. Det är dock inte alls bara “mat”, utan även många andra slags kulturväxter som härstammar från tropiska Amerika, t.ex. åtskilliga viktigare läkemedelsväxter som kinaträd Cinchona officinalis, som används mot malaria. Och om det nu finns så många kärlväxtarter i Neotropis, hur många växtätande insekter kan det finnas? Kanske 3 000 000 – eller måhända 30 000 000? Hemma i Sverige har vi kanhända ungefär 50 000 insektsarter totalt. Samma fenomen, att Neotropis är av­sevärt artrikare än de båda andra tropiska regionerna, de “Etiopiska” och “Orientaliska”, gäller andra väl studerade organismgrupper som fåglar (8025 tropiska fågelarter, 45% i Amerika), groddjur (5252, 56%) och dagfjärilar (4185, 58%); för fröväxterna uppskattas motsvarande andel vara 51%. Alex visade oss tre försök till att på kartor återge artrikedomen inom tre välkända grupper (groddjur, fåglar och däggdjur), och för alla tre kunde samma mönster anas: Sydamerikas artrikaste delar förefaller vara Andernas norra delar med Amazonas’ angränsande, västra delar, Guayanas högland samt kustbergen i sydöstra Brasilien. Bland blomväxterna kunde urskiljas två stora grupper: “låglandsregnskogsarter” (ca 33 000 arter?) centrerade i Amazonas’ lågland samt “bergsarter” (ca 38 000 arter?), vilka visade samma utbredningsmönster som de tre ovan nämnda djurgrupperna. Vi fick se en satellitbild över norra Sydamerika, där de väldiga skogarna i Amazonas lyste djupgröna; de täckte ungefär 1/3 av Sydamerikas yta.

Vi blev så visade några bilder från låglandsregnskogarna i nordvästra Sydamerika, ur vilka höga berg, ej sällan 2500 m ö.h., höjer sig och förser den lägre terrängen med rik vattentillförsel. En imponerande bild visade världens högsta vattenfall, Angelfallen (med totalt 979 m fallhöjd) i Venezuela, sedda snett uppifrån. Låglandsregnskogar är svåra att få överblick över, man måste vanligen upp till ungefär 50–60 m över mar­ken innan man får någon utsikt över trädtopparna. Artrikedomen är mycket hög även vad avser träden; det blir långt till närmaste träd av samma art, varför även en så liten yta som 1 ha ger många trädarter men kan­ske inte mer än ett individ av varje art. Många av arterna är svåra att identifiera, dels då beskrivningarna ur den vetenskapliga litteraturen grundar sig på blommor och frukter (och sådana har flertalet träd oftast inte), dels då många arter säkerligen ännu är obeskrivna; “nya” arter hittas utan större problem vid varje veten­skaplig expedition i regnskogen, vilket visar att mycken grundforskning och artbeskrivning ännu återstår. Amazonfloden är världens vattenrikaste flod och även dess omgivningar är mycket vattenrika. Alex visade oss ett flygfoto över miljonstaden Manaus, som ligger vid sammanflödet av Amazonflodens bägge största grenar, Rio Negro (med mörkt, nästan svart vatten) och Rio Solimões (med ljusare brunt vatten); färgskill­naden syntes mycket tydligt på bilden. Det finns många stora öar i Amazonfloden, ingen annan stans finns så många öar i sötvatten, och de obetydliga höjdskillnaderna medför en mycket välutvecklad båttrafik (där­emot finns det knappt några bilvägar). I floden och i de omgivande vattnen myllrar det av fiskar och andra vattendjur; Amazonas är världens artrikaste sötvattensekosystem. Alex visade en konstnärs återgivning av en mångfald vattenlevande djur i floden, och även om den “täthet” som bilden visade inte riktigt motsvarar verkligheten är det dock ett faktum att fisket är mycket rikt.

Alex ställde sig nu frågan hur det kunde komma sig att denna oerhörda artrikedom (inom alla välstudera­de organismgrupper) fanns i tropiska Amerika. Tillsammans med en spansk zoolog, Isabel Sanmartín, ha­de han skrivit en artikel i just detta ämne, “Why are there so many plant species in the Neotropics” (An­tonelli & Sanmartín 2011), och vi fick även skåda framsidan av en större bok om Amazonas’ landskap och arter, i vilken Alex hade medverkat; en “förenklad version” av den senare förelåg i form av en artikel från “Science” (Hoorn et al. 2010). I dessa skrifter spekulerar författarna om samband mellan vissa geologers teorier om stora sjösystem under förgångna tider i västra delen av nuvarande Amazonas och “hypotetiska släktskapsträd” konstruerade för olika organismgrupper i samma område. Kring det eocena sjösystemet förmodar man, på grundval av funna fossil, att palmer, ärtväxter, kallaväxter och ingefärsväxter dominerade den dåtida floran i området. Vi fick även se rekonstruktionen av en enorm boaorm, Titanoboa, av vilken en ryggkota påträffats, och som tros ha varit bortemot 14 m lång. Jättetrögdjur av släktet Glyptodon tillhörde också den dåtida faunan, enligt påträffade fossil. Under miocen förmodar geologerna att Anderna började höja sig, vilket skulle ha lett till att sjösystemet tillväxte och utvidgades norrut i nuvarande Orinocoflodens område. Fossil som förmodas härstamma från denna tid utgörs bl.a. av stora mängder snäckskal, vilket an­ses visa sjösystemets mäktighet. Jättealligatorer (av släktet Purussaurus) var bland de mera spektakulära predatorer som man rekonstruerat ur fossil härifrån, men även fem arter av gavialer Gavialis, ett släkte av fiskätande krokodildjur som i nutiden blott kvarlever i Sydostasien med en art, gavialen G. gangeticus. I det fossila materialet har man även funnit rester som tolkats som sötvattensdelfiner, sötvattensrockor, söt­vattenslevande sjökor och jättearapaimor, än större än den väldigaste sötvattensfisken i nutiden, Arapaima gigas, som finns just i Amazonas. Skalet av en väldig sötvattenssköldpadda, Stupendemys, visades likaså av Alex. Den hypotes som diskuterades av författarna i de ovan nämnda artiklarna var att “Andernas höj­ning gav nya arter”, något som förmodades bero på geografisk isolering av de organismer som levde i det tidigare förmodat mera enhetliga området, men även på en “artpump” från Anderna. Vad detta senare av­såg att betyda var dock oklart, men det föreföll som om tanken var att spridning av olika arter från bergen till andra berg skulle ha “frambringat” nya arter, måhända genom hybridisering och polyploidisering? En “delförklaring” till skulle vara att regnet i Anderna för med sig näringsämnen ned i Amazonbäckenet, vil­ket säkerligen är sant, men man kan undra om det verkligen skulle kunna få de effekter som framhölls. Till stöd för denna förmodan framhöll Alex att de näringsrikare jordmånstyperna huvudsakligen förekommer nedom Andernas östsidor, och att vi i samma område även finner den största mångfalden av trädarter. Det hela skulle således ha varit ett “samspel” mellan låglandsregnskogen och de höga bergen.

Alex övergick så till att berätta om sin fortsatta forskning, alltså vad han tänker sig att “göra med alla de pengar” han fått från Vetenskapsrådet. Ett delprojekt är studier av eventuella klimatförändringar och deras effekter på regnskogarna. Det är inget tvivel om att människan förstör allt större delar av regnskogarna ge­nom avverkningar och svedjebruk, men däremot är det mer oklart om det även finns en indirekt effekt från växande industrier och ett tätnande vägnät. Alex citerade en “IPCC-rapport” om ökande halter av “växt­husgaser” från huvudsakligen bränslen och jordbruk. Dessa förmodas av vissa vara orsaken bakom den svaga ökning i medeltemperatur som man anser sig ha påvisat, även om andra bakomliggande orsaker visst inte kan uteslutas. Vi fick se en “prognos för antal månader med extrema temperaturer år 2070” grundad på teorin, och under olika “scenarion”, och vi kunde märka att dessa enligt modellen skulle bli speciellt uttalade i tropikerna, däribland givetvis Amazonas. En fråga som kan ställas är då: “om dessa förändringar sker, kommer det att leda till att vissa arter utrotas”, en fråga som Alex ansåg sig kunna besvara med “ja”, baserat på studier av hur vissa arter har minskat i sen tid, men även på teorier om samband mellan tempera­tur och artantal inom vissa organismgrupper i det förgångna. Dock är bilden ingalunda entydig, utan vissa organismgrupper förefaller tvärtom ha haft en större diversitet under tider då man tror att det varit varmare klimat än i nutiden. Detta medförde att Alex även ansåg sig kunna besvara frågan ovan med “kanske inte” – ett svar som skiljer sig högst avsevärt från hans första “ja”. För att (eventuellt) kunna komma med ett “säkrare svar” avsåg Alex att försöka “titta bakåt för att förstå framåt”, d.v.s. försöka studera eventuella förändringar i artmångfalden under de tider då “paleoklimatologerna” anser att medeltemperaturen varit påfallande hög. Naturligtvis ligger det en mycket hög grad av osäkerhet i detta slags resonemang, delvis då man ju får förmoda att det fossila materialet är synnerligen fragmentariskt, men även då andra orsaker kan ha varit mycket viktigare för dåtidens organismers överlevnad eller utdöende. Alltnog, Alex avsåg att försö­ka sig på att korrelera forntida artmångfalder med hypotetiska forntida medeltemperaturer.

Ett annat forskningsområde som Alex tänkte ägna sig åt var “artbildning i Amazonas”. Området utgörs ingalunda bara av regnskog (även om detta är en vittspridd missuppfattning), utan savann (cerrado) och ett flertal andra naturtyper bidrar högst avsevärt till Neotropis’ artrikedom. Ett exempel på hur viktigt det är med observationer i naturen var en blåklocksväxt, Centropogon nigricans, vars ljusa blommor förmodades pollineras av nattaktiva flygande insekter, t.ex. svärmare, tills det blott för några år sedan visade sig att dess pollinatör var en långtungad fladdermus, Anoura fistulata! Vi fick se en film som visade hur fladdermusen i mörkret närmade sig blomman, stack in sin tunga och sög upp nektar. Vi erinrades även om att Amazon­flodens bäcken hyser ett stort antal olika jordmånstyper med olika näringsinnehåll, och att dessa uppvisade samband med årsnederbörden. Artrikedomen av träd korrelerar även den med båda dessa faktorer, men vil­ken (om någon) är i så fall den avgörande? För att försöka besvara dessa och liknade frågor krävdes fram­för allt fältstudier, men även odlingsförsök, vilka Alex hoppas kunna utföra i Botaniska Trädgårdens växt­hus, för vilka han är ansvarig som vetenskaplig intendent.

Ett tredje forskningsområde som Alex intresserar sig för är “taffelbergens betydelse”. I nordöstra delen av Sydamerika finns ett ganska stort antal isolerade platta sandstensberg, vilka mycket abrupt höjer sig ur låglandsregnskogen, insvepta i dimma. Vi fick se några bilder från den kända Roraimaplatån i Venezuela med Angelfallen, men det finns många andra, fastän mindre liknande sandstensberg, varibland vissa i Bra­silien aldrig har besökts av någon vetenskapsman! Alex visade kartor med Anderna i väster, de brasilians­ka kustbergen i sydöst och “taffelbergen” i nordöst; hur kan växter och djur ha “vandrat” mellan dessa tre områden? I november i år hoppas Alex kunna få tillfälle att besöka ett av dessa “okända taffelberg” i norra Brasilien för att studera dess flora (och även fauna). “Vad skall Alex hitta på detta avlägsna berg?”, var den fråga som fick avsluta föredraget.

 

 

Vid den efterföljande frågestunden framkom bl.a. att avverkningen av regnskogarna, liksom andra slag av mänsklig exploatering, är ett mycket stort och reellt hot mot den biologiska mångfalden i Brasilien och öv­riga Neotropis, medan däremot eventuella framtida klimatförändringar (i alla fall än så länge) får betraktas som ett “teoretiskt” hot. Frågan om “hur växter vandrar till nya områden” besvarades med att de huvud­sakligen sprider sig med frön, vilka kan transporteras med landdjur, fåglar, vatten, vind etc. Inom de tempe­rerade delarna av jorden är vi vana vid att artrikedomen normalt gynnas av näringsfattigdom; konstgödning och kvävenedfall leder ju till att ett fåtal konkurrenskraftiga arter tar över, varvid “svagare” arter konkurre­ras ut. På frågan om det inte förhåller sig på samma sätt i tropikerna hävdade Alex att regnskogsekosyste­men är så näringsfattiga att en ökad näringstillförsel ofta kan leda till ökad artrikedom – men frågan är inte tillräckligt studerad för att kunna anses besvarad. Det erinrades om att påvisad korrelation mellan två olika fenomen ingalunda behöver betyda att de har något samband. Inom stora delar av den nutida forskningen söker man efter korrelationer, men ej sällan “glömmer man bort” att även om två (eller flera) företeelser uppvisar en stark korrelation kan de ändå vara helt orelaterade. Detta är en stor svaghet vid alla försök att dra slutsatser om vad som eventuellt kan ha orsakat vad i det förgångna, där vi (även i bästa fall) endast har möjliga korrelationer att utgå ifrån. Ordföranden Gunnar hade “fått lära sig” att nästan alla näringsämnen i låglandsregnskogen är bundna i vegetationen, medan underlaget är extremt näringsfattigt. Alex instämde i denna beskrivning, men det är dock något mindre näringsfattigt i västra Amazonas än i östra, beroende på tillförsel av växtnäringsämnen med rinnande vatten från Anderna. Frågan om hur vegetationen och floran ovanpå “taffelbergen” i nordöstra Sydamerika såg ut kunde inte besvaras särskilt väl. Vissa berg har be­sökts och åtminstone delvis inventerats, men andra är ännu helt okända. I alla händelser finns det många representanter för “köttätande växter” och ananasväxter på de berg som har utforskats – och några större likheter med sir Arthur Conan Doyles “En försvunnen värld” (som inspirerades av upptäckten av dessa berg) har ingenstädes kunnat påvisas (tyvärr?). På frågan om hur Alex hade tänkt sig att komma till platå­bergen i regnskogen svarade han att det skulle gå med hjälp av helikopter, kombinerat med skogsvandring och klättring av bergssidorna – kanske kan vi t.o.m. få se en film från expeditionen frampå våren?