Nuova teoria in modo più preciso le stime su larga scala di biodiversità

Scienza Centric | 10 luglio 2009 13:24 GMT
Chiedi biologi quante specie di vivere in uno stagno, una prateria, una catena montuosa o su tutto il pianeta, e ottenere le risposte sempre più vaghe. Pertanto, la vasta gamma di previsione per la biodiversità del pianeta, prevista per essere tra i 2 milioni e 50 milioni di specie.

Un nuovo modo di valutare la ricchezza delle specie riportate in questo mese la rivista Ecologia lettere da University of California, Berkeley, ecologista John Harte e colleghi, renderà tali stime più precise per gli habitat di tutte le dimensioni e tipologie, dai deserti alle foreste pluviali tropicali.

'Sappiamo come censimento del numero di specie in un metro quadrato terreno o all'interno di un acro, ma un grave problema di conservazione in biologia ed ecologia è la stima della diversità dei sistemi viventi a grande scale spaziali, come ad esempio in Amazzonia,' ha detto Harte, UC Berkeley, professore di energia e di risorse. 'Questa teoria fornisce un quadro molto più preciso di fare questo.'

Il metodo, che deriva dal campo della teoria dell'informazione, interesserà non solo gli sforzi per salvare la conservazione delle specie di fronte la perdita di habitat, ma anche le stime degli effetti del riscaldamento globale, Harte ha detto.

'Quantificare l'entità della crisi di estinzione comporta la stima della ricchezza della vita nei vari habitat,' ha detto. 'La nuova teoria è destinata probabilmente a ridurre il direness le previsioni di perdita di specie o habitat sotto la perdita o il cambiamento climatico a scala spaziale più grande, ma aumenta (il direness) delle stime di perdita a piccole scale.'

Perdere mezzo di un piccolo BIOME, per esempio, avrà un impatto peggiore di quella gente pensa, perdendo la metà di una vasta area di risultati migliori, egli ha detto.

Harte, che passa le sue estati nella Montagne Rocciose studiare l'impatto dei cambiamenti climatici sulle piante, per decenni ha mulled il problema di estrapolare da piccoli appezzamenti di studio di grandi aree. Censimento takers hanno imparato l'arte, la profilazione degli Stati Uniti da parte della popolazione di campionamento piccole rappresentante sottoinsiemi. Quando si tenta di biologi profilo specifico animali, piante o microbi del Rio delle Amazzoni, tuttavia, le stime basate su un numero limitato di metro o acro-size trame possono variare di un fattore 10.

Ecologica stima del numero di specie a grandi scale di provenire da una curva ipotetica basata su frattali, che prevede che il numero di specie aumenta con l'area, ma aumentare più lentamente e più grandi per grandi aree - un potere di diritto, con aumento del numero di proporzionale alla specie da 1 / 4 di potenza della zona.

'È possibile uno spazio campione e contare il numero di specie, e quindi il doppio del settore e trovare più specie, ma non due volte come molti, perché la specie si sovrappongono,' Harte ha detto.

Lui e la collega Jessica verde nel 2003 ha dimostrato che la teoria dei frattali, che pone che i modelli fisici, come la distribuzione di piante simili su piccola e grande scala, non spiega la ricchezza di specie su grandi superfici. Inoltre, prove sperimentali di specie-zona rapporto ha mostrato che la curva deve essere ottimizzato per ogni classe di organismi di habitat e di studio.

Harte e colleghi di Adam Smith e David UC Berkeley Storch di Charles University di Praga, Repubblica Ceca, ha deciso di affrontare il problema dal punto di vista della teoria dell'informazione, che ha fornito spunti importanti in termodinamica e meccanica statistica.

Nella loro relazione, si dice che al massimo le informazioni entropia - avvalendosi pienamente di ciò che è conosciuto da piccoli appezzamenti senza assumere nulla l'ignoto, grandi aree - 'fornito una derivazione formale e robusto del rapporto tra il numero di specie e di zona.'

Il metodo non solo scale da misurazioni effettuate in piccoli appezzamenti di fornire più precise le stime sul numero di specie più grandi settori, ma fornisce una specie di zona universale rapporto, Harte sottolineato.

'Le persone sono state trovare diverse curve guardando a diversi organismi o in habitat differenti, ma in realtà, tutte queste curve sono lo stesso,' ha detto. 'Non vi è davvero una curva universale persone di campionamento, sono solo campionamento lungo le diverse parti della curva in funzione della classe di habitat o di organismi.'

Harte, Smith e Storch testato la loro teoria con i dati di una delle poche zone della Terra che è stato studiato a fondo su entrambi i piccoli e grandi - la catena montuosa occidentale Ghats di India si affaccia sul Mar Arabico. A 'la biodiversità hotspot' di quasi 60.000 chilometri quadrati, il Western Ghats sono parzialmente protette e sono stati ampiamente studiati da scienziati indiani in piccole sezioni - 48 quarto di ettaro piazzole - e attraverso le indagini su vasta scala, Harte ha detto.

Mentre le prime specie di zona teorie prevedere tra i 400 e 500 specie di alberi in tutta la gamma delle basse colline, la teoria di Harte stime circa 1.070. Ad oggi, gli scienziati indiani hanno documentato più di 900 specie di alberi nel preservare. Perché una manciata di nuove specie si scopre ogni anno, gli scienziati che indovinare occidentali Ghats contenere tra 1.000 e 1.100 specie in tutto, Harte ha detto.

'Prima che la nostra pubblicazione, non vi è stata veramente non solidamente basata sulla teoria che ha fornito un mezzo per rendere tali stime,' ha detto.

Il nuovo derivato rapporto tra il numero di specie e la zona è matematicamente più complicato, ma prevedere che, in quanto aumenta la superficie, il numero di nuove specie trovate approcci zero. Questo è più realistica rispetto al precedente specie zona curva, che prevede teoricamente un numero infinito di specie.

Harte ha già ricevuto diverse decine di richieste di ristampa, e predice 'che genera un sacco di discussione. Penso che la discussione sta per essere interessante. '

Fonte: University of California - Berkeley