La pérdida de megaherbívoros como los elefantes y los hipopótamos puede permitir que plantas leñosas y hierbas no herbáceas y plantas con flores invadan los pastizales en los parques nacionales africanos, según un nuevo estudio de la Universidad de Utah, publicado el 12 de septiembre Informes científicos . El estudio utilizó isótopos en los dientes de hipopótamo para encontrar un cambio en la dieta de los hipopótamos a lo largo de una década en el Parque Nacional Queen Elizabeth de Uganda después de la caza furtiva de elefantes en la década de 1970.
Kendra Chritz, primera autora del estudio y estudiosa posdoctoral de la U, dice que su método de usar isótopos de esmalte de hipopótamo podría ayudar a los científicos a reconstruir los cambios pasados en la vegetación en los parques nacionales de África, áreas con relativamente poca observación científica en curso. Los resultados podrían dar a los ecólogos una idea de quépodría suceder en los pastizales de África si los elefantes, cuyas poblaciones están disminuyendo abruptamente, se extinguieran o llegaran a estar cerca de la extinción.
"Tenemos una ventana de cómo se verían estos entornos sin megaherbívoros, y es un poco sombrío", dice Chritz.
Clases de plantas competidoras
Los pastizales son un ecosistema importante en África, albergan muchos animales y sirven como corredores para el movimiento de la vida silvestre. Los pastos tropicales de tierras bajas, como los de los ecosistemas de elefantes, son parte de la clase de plantas C4, una referencia a la enzima utilizada para procesar el carbonodióxido en azúcares durante la fotosíntesis. El maíz y la caña de azúcar también son plantas C4. Las plantas C3, que usan una enzima diferente, incluyen árboles, arbustos, plantas con flores y hierbas. Las plantas C3 compiten por los recursos con los pastos C4 en las sabanas africanas, incluida la luz solar.otros megaherbívoros ayudan a mantener bajo control la invasión de plantas leñosas navegando estacionalmente en arbustos y árboles, pero sin ese control de herbívoros, las plantas C3 pueden avanzar sin impedimentos en los pastizales.
La presencia de arbustos y árboles, que se pueden ver en fotografías aéreas, dan solo una imagen parcial del equilibrio de poder entre las plantas C3 y C4. La observación de hierbas y plantas con flores requiere observación a nivel del suelo, y registros de tales observaciones enEl Parque Nacional Queen Elizabeth de Uganda, y muchos parques nacionales en África, son escasos.
Los procesos metabólicos de los dos grupos de plantas tratan los isótopos de carbono de manera diferente, de modo que las plantas C4 tienen una mayor proporción de isótopos de carbono pesado que las plantas C3. Como animales, como hipopótamos, comen plantas y las firmas isotópicas de las plantas en susLa dieta se incorpora al cuerpo de los animales y se conserva en tejidos duraderos, como los dientes. Los hipopótamos del Parque Nacional Queen Elizabeth, descubrió Chritz, habían estado "observando" indirectamente la composición vegetal de los pastizales todo el tiempo.
Crisis ecológica en la reina Isabel
El Parque Nacional Queen Elizabeth se encuentra en la frontera entre Uganda y la República Democrática del Congo, y cubre el canal que conecta dos lagos. En 1971, Idi Amin se convirtió en presidente de Uganda, y la administración de los parques nacionales esencialmente cesó. El UgandanEl ejército mató a miles de elefantes entre 1971 y mediados de la década de 1980, tanto para vender marfil para financiar el régimen como como alimento. La caza furtiva agresiva continuó después de la expulsión de Amin, y a mediados de los años 80 la población de elefantes del parque había caído de más de cuatro mila alrededor de 150. También se cazaron alrededor de 4.000 hipopótamos.
Los estudios mostraron un aumento en las áreas de plantas leñosas en el parque una vez que se reanudó la gestión en la década de 1990. Debido a que el cambio ocurrió en un lapso de unas pocas décadas, el Parque Nacional Queen Elizabeth fue un ecosistema ideal para probar si los dientes de herbívoros podrían representar el cambiode plantas C4 a C3.
Obteniendo y probando los dientes
Los dientes de hipopótamo no son fáciles de encontrar, dice Chritz. Los dientes no se han usado antes para el análisis de isótopos debido a la dificultad de obtener muestras de una amplia gama de períodos de tiempo. Uno de los coautores de Chritz, Hans Klingel deUniversitaet Braunschweig en Alemania, realizó importantes investigaciones sobre el comportamiento de los hipopótamos en el Parque Nacional Queen Elizabeth en los años 80 y 90. Contribuyó con dientes desde los años 60, antes de la caza furtiva y desde el 2000. Chritz y sus colegas tomaron muestras de esmalte cada centímetro a lo largo de la longitudde cada diente, utilizando tasas de crecimiento conocidas para correlacionar secciones del diente con diferentes años. Todas estas muestras tomadas juntas registraron el historial de la dieta de aproximadamente la última década de la vida del animal. Pero el análisis mostró que los dos dientes mostraron firmas isotópicas muy diferentes.Chritz necesitaba una tercera muestra, entre los dos períodos de tiempo.
Mientras estaba en Uganda en 2013, Chritz se acercó al director del juego actual para obtener otro diente de hipopótamo. El director le mostró un esqueleto en exhibición en un museo del parque de un hipopótamo que murió en 1991, perfectamente dentro del rango de tiempo que Chritz había deseado. Obtenga más información sobre la recuperación del diente y sobre el muestreo en condiciones adversas en el archivo de sonido adjunto.
Los resultados mostraron que el hipopótamo de la década de 1960 comió aproximadamente el 80 por ciento de las plantas C4, y que el porcentaje de C4 en las dietas de los hipopótamos posteriores se había reducido a alrededor del 65 por ciento. Esto mostró que, en una escala de tiempo de solo unas pocas décadas, la planta C3La invasión había progresado lo suficiente como para impactar significativamente las dietas de los animales en el parque. Los resultados también mostraron la validez del método de Chritz y reconstruyeron la progresión de los cambios de vegetación desde la década de 1960.
Otra sorpresa en los resultados fue la proporción de plantas C3 en las últimas dietas de hipopótamos. Los estudios iniciales de las dietas de hipopótamos supusieron que los hipopótamos solo comían hierba ". Y pocos investigadores han sugerido lo contrario", dice Chritz. "Parece que ellos 'en realidad son bastante flexibles en sus dietas y adaptables al cambio ambiental "
Restaurando pastizales
La clara implicación del trabajo de Chritz es que la pérdida de elefantes y otros megaherbívoros puede conducir a un rápido cambio ambiental y ecológico ". Hemos creado un registro que muestra cuán drástica puede ser la pérdida de megaherbívoros en un parque"Es lo que dice". Dentro de diez años, vemos un gran cambio en lo que está sucediendo en esta área del parque, una vez diversa y cubierta de hierba. Esta es una ventana al futuro de lo que podría suceder en las sabanas de África Oriental mientras los elefantes continúanser cazado furtivamente a la tasa actual sin precedentes "
Chritz tiene la esperanza de que la restauración de las poblaciones de elefantes podría revertir los cambios y hacer que los pastizales vuelvan a emerger. "Pero cuando tienes demasiados elefantes, también pueden diezmar los bosques al navegar demasiado", dice. "Hay un equilibrio quetiene que llegar. Lo más importante en este momento es trabajar duro para combatir la caza furtiva ".
La gente puede combatir la caza furtiva reduciendo la demanda y el incentivo financiero para cosechar los colmillos de los elefantes, dice Chritz. "No comprar marfil y saber qué productos puede usar que estén hechos de marfil es lo mejor que puede hacer para proteger a los elefantes"."
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Materiales proporcionados por Universidad de Utah . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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