Peneliti menyelidiki bagaimana kepunahan burung dan perubahan iklim mempengaruhi keanekaragaman genetik dan konservasi lambang Palm Forest
Ada sejumlah faktor yang tampaknya mempengaruhi kelangsungan hidup pohon palem juçara, yang darinya jantung sawit kualitas terbaik diekstraksi - dan untuk alasan inilah yang paling dihargai. Selain tekanan kuat dari penebangan ilegal juçara dan perusakan Hutan Atlantik, punahnya burung dan perubahan iklim dapat menyebabkan kepunahan spesies di alam.
Fenomena kepunahan hewan disebut defaunisi oleh para ilmuwan. Hilangnya spesies hewan yang bertanggung jawab atas penyebaran benih dan perubahan iklim umumnya diabaikan dalam konservasi flora. Kedua faktor ini terdeteksi selama penelitian bertahun-tahun oleh ahli biologi Mauro Galetti dan timnya dari Departemen Ekologi di Universidade Estadual Paulista (Unesp), di Rio Claro.
Jantung palem dapat diekstraksi dari batang beberapa spesies pohon palem, tetapi yang biasa ditemukan untuk dikonsumsi adalah juçara, pupunha dan açaí (atau açaí). Palem juçara ( Euterpe edulis ) berasal dari Hutan Atlantik, sedangkan spesies lainnya berasal dari Amazon.
Perbedaan antara ketiga spesies ini adalah juçara memiliki batang tunggal, sedangkan yang lain membentuk rumpun. Dengan demikian, saat mengekstraksi jantung palem, palem juçara mati, sedangkan pupunha dan açaí bertunas dari batang utama, seperti halnya pohon pisang.
Perbedaan penting lainnya adalah juçara membutuhkan waktu delapan hingga 12 tahun untuk menghasilkan jantung sawit yang berkualitas, sedangkan palem pupunha dapat diekstraksi hanya setelah 18 bulan tanam.
Oleh karena itu, ekstraksi jantung juçara dari kelapa sawit harus menebang individu dewasa, lebih disukai yang berukuran lebih besar (pohon palem dapat mencapai ketinggian 20 meter). Ketika individu dewasa ditebang, tanaman yang menghasilkan biji lebih sedikit untuk disebarkan untuk berkecambah. Populasinya menurun dan bahkan mungkin punah secara lokal.
Karena semua alasan inilah palem juçara termasuk dalam Daftar Merah spesies flora di Brasil yang terancam punah, yang disiapkan oleh Pusat Konservasi Flora Nasional.
Pelestarian juçara secara langsung terkait dengan pemeliharaan keanekaragaman hayati di Hutan Atlantik. Benih dan buahnya menjadi makanan bagi lebih dari 48 spesies burung dan 20 mamalia. Toucan, jacutingas, jacus, sabiás dan arapongas adalah yang paling bertanggung jawab atas penyebaran benih, sementara cotias, tapir, pengumpul, tupai dan banyak hewan lainnya mendapat manfaat dari biji atau buahnya. Buah-buahan kaya akan lemak dan antioksidan, itulah sebabnya mereka sangat dicari oleh hewan.
Peneliti dari Unesp menemukan bahwa percepatan penurunan populasi burung yang menyebarkan benih, karena fragmentasi atau perusakan habitat atau oleh penangkapan ilegal, merupakan penyebab utama di balik hilangnya variabilitas genetik juçara. Dan ketika variabilitas genetik hilang, spesies menjadi lebih rapuh untuk menghadapi tantangan masa depan, seperti perubahan iklim yang mempengaruhi planet.
Dalam studi yang dipublikasikan di Conservation Genetics , para peneliti dari Unesp, Universitas Federal Goiás dan Universitas Negeri Santa Cruz menyimpulkan bahwa pola keragaman genetik saat ini di E. edulis di Hutan Atlantik adalah kombinasi dari perubahan iklim dalam ribuan tahun terakhir. dan tindakan manusia, seperti perusakan habitat dan punahnya benih burung yang menyebarkan benih.
Dalam penelitian ini, para peneliti menemukan bahwa keragaman genetik pohon palem juçara telah berkurang oleh perubahan iklim selama 10.000 tahun terakhir (proses sejarah alam) dan saat ini proses tersebut dapat dijelaskan dengan punahnya burung pemakan buah besar (proses antropik, yaitu, hasil dari aktivitas manusia).
Penemuan ini mengarahkan para peneliti untuk mencoba memahami bagaimana burung pemakan buah mempengaruhi proses diferensiasi genetik juçara.
Penelitian yang dilakukan di laboratorium Profesor Galetti telah memastikan bahwa ada hubungan antara pengurangan ukuran benih juçara (yang secara alami berdiameter 8 hingga 14 milimeter) dan kepunahan lokal burung besar yang menyebarkan benihnya.
Dalam sebuah penelitian yang diterbitkan dalam jurnal Science pada tahun 2013, para peneliti menyelidiki 22 wilayah Hutan Atlantik yang tersebar antara Paraná, São Paulo, Rio de Janeiro, Minas Gerais dan selatan Bahia. Mereka menemukan bahwa di daerah di mana terdapat burung pemakan buah berukuran besar, seperti toucans ( Ramphastos spp .), Guinea pig ( Penelope spp .) Dan jacutingas (i> Aburria jacutinga), biji juçara berukuran lebih besar, dan dapat melebihi 12 milimeter. Di daerah yang hanya didominasi spesies yang lebih kecil dengan paruh yang lebih kecil, seperti sariawan ( Turdus spp.), Diameter biji juçara tidak melebihi 9,5 milimeter.
Dengan kata lain: di daerah Hutan Atlantik di mana populasi toucans, guans, arapongas ( Procnias nudicollis ) dan jacutingas dipadamkan secara lokal oleh perburuan, benih yang lebih besar tidak lagi tersebar, karena mereka terlalu besar untuk frugivora kecil seperti sabiás, yang hanya mereka bisa menelan biji kecil. Benih yang tidak dikonsumsi burung tidak akan berkecambah, artinya juçara bergantung pada burung untuk mempertahankan populasinya.
Perbedaan ukuran benih seperti itu mungkin tampak kecil, tetapi sebenarnya tidak. Itu penting untuk konservasi telapak tangan. “Ini karena benih yang lebih kecil lebih mudah kehilangan air karena memiliki luas permukaan yang lebih sedikit dan ini membuat pohon palem lebih sensitif terhadap periode kekeringan yang meningkat, yang seharusnya meningkatkan frekuensinya dengan perubahan iklim,” jelas Galetti.
Para peneliti menemukan bahwa di hutan dekat Rio Claro, di mana juçara dengan biji kecil mendominasi, setelah kekeringan parah pada 2014, mereka tidak berkecambah.
“Tekanan selektif yang disebabkan oleh defaunasi begitu kuat sehingga di beberapa daerah perlu waktu 50 tahun untuk benih juçara yang lebih besar menghilang. Akankah seleksi seperti itu terlihat pada tingkat genetik? Penemuan inilah yang membawa pada pekerjaan baru kami, ”kata ahli biologi Carolina da Silva Carvalho, mahasiswa doktoral Galetti.
Dalam sebuah studi yang diterbitkan pada tahun 2016 di Scientific Reports , dari kelompok Nature , kelompok Unesp menunjukkan bahwa defaunasi, selain mengubah variabilitas fenotip (ukuran) benih juçara, menyebabkan perubahan evolusioner pada populasi Euterpe edulis , atau yaitu dalam genotipenya.
Penelitian ini didukung oleh São Paulo State Research Support Foundation (Fapesp) di bawah Proyek Tematik “Konsekuensi Ekologi dari Defaunasi di Hutan Atlantik” dan Bantuan Reguler “Metode pengambilan sampel baru dan alat statistik untuk penelitian keanekaragaman hayati: mengintegrasikan pergerakan ekologi dengan populasi dan ekologi komunitas ”.
“Dalam penelitian ini, kami ingin mengetahui apakah punahnya burung pemakan buah besar dapat menyebabkan perubahan genetik di jantung sawit. Namun, kami tahu bahwa faktor sejarah juga dapat mempengaruhi keragaman genetik jantung juçara telapak tangan. Jadi, kami membangun hipotesis dan mengevaluasi proses mana yang paling baik menjelaskan pola keragaman genetik di antara populasi E. edulis , ”kata Carvalho.
Penelitian tersebut memperhitungkan tiga variabel utama yang dapat mempengaruhi perubahan genetik di antara populasi pohon palem juçara. Pertama, data tentang hilangnya agen pemakan buah besar yang menyebarkan benih juçara (defaunasi) dimasukkan.
Kedua, data tentang asal biogeografi dari populasi E. edulis yang berbeda dimasukkan . Perbedaan populasi pohon palem yang tumbuh di hutan ombrofil, hutan terpadat dan paling lembab, dengan daun yang selalu hijau, dan yang tumbuh di daerah semi-gugur, lebih terbuka dan kering, dengan vegetasi yang kehilangan daun musiman, telah diselidiki.
Peran fragmentasi kawasan Hutan Atlantik dalam mengubah variabilitas genotipe juçara juga diselidiki. Fragmentasi hutan dapat menyebabkan penurunan drastis dalam ukuran populasi dan peningkatan isolasi spasial populasi, sehingga mengurangi keragaman genetiknya.
“Pekerjaan kami dengan jelas menunjukkan perbedaan genetik antara pohon palem di tempat dengan dan tanpa burung besar dan kami menyimpulkan bahwa kepunahan frugivora besar mengubah evolusi pohon palem juçara,” tambah Carvalho.
Apakah perbedaan genetik ini berkaitan dengan ukuran benih? "Kami belum tahu. Kami tidak lebih jauh menganalisis genetika juçara untuk menemukan gen mana yang bertanggung jawab atas variasi ukuran benih. Yang bisa kami katakan adalah defaunasi mengubah seleksi alam di mana hanya benih kecil juçara saja yang tersebar dan juga mempengaruhi genetika tanaman, ”kata Galetti.
Mempertimbangkan semua yang telah ditemukan sejauh ini, mungkinkah membalikkan situasi ini? Dengan kata lain, apakah mungkin untuk menjamin bahwa populasi yang hanya memiliki benih kecil dapat bertahan dalam menghadapi perubahan iklim?
Para peneliti sekarang berusaha untuk memulihkan keragaman genetik dan variabilitas ukuran benih juçara di mana ia dikompromikan.
“Di banyak kawasan alami, jika kita tidak melakukan intervensi, populasi jantung sawit bisa hilang seiring perubahan iklim karena benih kecil kehilangan lebih banyak air dan tidak berkecambah. Dengan kata lain, pada tahun-tahun panas dan kering, benih tidak akan berkecambah ”, kata Galetti.
“Dalam fase baru proyek ini, kami ingin mengevaluasi cara terbaik untuk memulihkan variabilitas genetik dan ukuran benih dalam populasi di mana penyebar benih besar punah. Ada daerah yang berbiji besar dan kecil. Namun, hanya benih berukuran besar yang tidak disebarkan, mengingat tidak adanya burung yang lebih besar. Dan ada area dimana benih besar sudah menghilang. Oleh karena itu, kami sedang menganalisis apakah pelepasan kembali sederhana burung besar cukup untuk menjamin pemulihan penuh benih jantung sawit atau jika kami membutuhkan strategi restorasi lain yang lebih efektif, ”kata Carvalho.
“Tanpa jantung sawit, Hutan Atlantik akan menjadi lebih miskin, karena juçara memberi makan penyebar benih terbesar di hutan,” komentar Galetti. "Dalam ceramah tentang masalah ini bagi para petani dan orang-orang yang memelihara pembibitan benih juçara, mereka segera memberi tahu saya bahwa mulai sekarang mereka akan memilih benih terbesar dan menghasilkan benih dari benih tersebut," kata Galetti.
Studi tentang ekologi pohon palem juçara menempati tempat sentral dalam lintasan ilmiah Galetti. “Saya mulai mempelajari penyebaran benih saat lulus pada tahun 1986, dengan beasiswa dari Fapesp. Saya mempelajari burung mana yang menyebar dan memangsa benih juçara. Ini adalah dasar dari semua studi kami selanjutnya, karena kami memiliki dasar yang kuat dalam sejarah alam tentang interaksi jantung frugivora-palm dan dengan keyakinan besar kami dapat mengatakan mana yang merupakan penyebar juçara terbaik ”, katanya.
Artikel:
Stabilitas iklim dan dampak manusia kontemporer mempengaruhi keanekaragaman genetik dan status konservasi kelapa sawit tropis di Hutan Atlantik Brasil (doi: 10.1007 / s10592-016-0921-7), oleh Carolina da Silva Carvalho, Liliana Ballesteros-Mejia, Milton Cezar Ribeiro, Marina Corrêa Côrtes, Alesandro Souza Santos, dan Rosane Garcia Collevatti: //link.springer.com/article/10.1007/s10592-016-0921-7.
Defaunasi menyebabkan perubahan mikroevolusi di telapak tangan tropis (doi: 10.1038 / srep31957), oleh Carolina S. Carvalho, Mauro Galetti, Rosane G. Colevatti dan Pedro Jordano: //www.nature.com/articles/srep31957.
Kepunahan fungsional burung mendorong perubahan evolusioner yang cepat dalam ukuran benih (doi: 10.1126 / science.1233774), oleh Mauro Galetti, Roger Guevara, Marina C. Côrtes, Rodrigo Fadini, Sandro Von Matter, Abraão B. Leite, Fábio Labecca, Thiago Ribeiro , Carolina S. Carvalho, Rosane G. Collevatti, Mathias M. Pires, Paulo R. Guimarães Jr., Pedro H. Brancalion, Milton C. Ribeiro dan Pedro Jordano. 2013: //science.sciencemag.org/content/340/6136/1086.
Sumber: Peter Moon, dari Agência Fapesp
