בתנאיי לחות גבוהים בקרקע סיכויי ההישרדות של מיני צמחים הנמצאים בצפיפות גבוהה יורדים, וכתוצאה מכך בשנה העוקבת ימצאו באותו האזור מגוון גבוה יותר של מינים. כך עולה ממחקר שנערך באוניברסיטת חיפה - קמפוס אורנים ופורסם בכתב העת היוקרתי Nature. "עד עכשיו התיאוריה הסבירה קיום מגוון מינים של עצים ביער הגשם, רק באמצעות קיומם של האויבים הטבעיים של כל מין, בעיקר חרקים ופטריות. המחקר הנוכחי שם דגש בפעם הראשונה על התנאים שיאפשרו לאויבים אלה לשגשג", אמר ד"ר אדווין לבריחה-טרכוס מעורכי המחקר.
יערות גשם טרופיים מהווים את אחת ממערכות האקולוגיות המורכבות ביותר והחשובות ביותר לקיום חיים על כדור הארץ, בעיקר כ"ריאות הירוקות". מרכיב מרכזי ביערות הגשם הוא מגוון המינים הגדול של מיני עצים. מגוון מינים גדול של עצים חשוב לתפקוד התקין של המערכת האקולוגית, מכיוון שמגוון גדול יכול להתמודד עם פגיעות של מין כזה או אחר.
"אפשר לחשוב על זה כמו על מפעל, שבו יש רק אדם אחד שיודע לעשות משימה מסויימת בשרשרת הפעולות, לעומת מקום עבודה שבו יש עובדים שונים שיודעים לעשות כמה משימות", אמר ד"ר לבריחה-טרכוס. "במקרה הראשון, ברגע שאותו אדם חולה, כל הפעילות נתקעת. במקרה השני, יהיה מי שיגבו אותו. כך גם ביער הגשם. אם יהיה מין דומיננטי שיכול לבצע פוטוסינתזה בתנאים קשים והוא יפגע מכל סיבה שהיא, יכולת הפוטוסינתזה תרד. אולם אם יהיו מינים אחרים שגם הם יודעים לעשות פוטוסינתזה בתנאים קשים, היער ימשיך לייצר חמצן".
במחקר הנוכחי התבססו ד"ר לבריחה-טרכוס מהחוג לביולוגיה וסביבה באוניברסיטת חיפה-קמפוס אורנים וחוקרים מ-Smithsonian Tropical Research Institute, המכון למחקר טרופי בפנמה, על תאוריה בת 50 שנה של Janzen and Connell, אחת התאוריות הבולטות במחקר מגוון המינים ביערות. "אחד הדברים שמחזיקים מגוון גבוה של צמחים ביערות גשם אלה הם האויבים הטבעיים של המינים. הרעיון בבסיס התאוריה הוא שהאויבים הטבעיים של הצמחים: חרקים או פטריות הם ייחודים לכל מין או לפחות, פוגעים בעיקר במין אחד. ברגע שמין אחד הופך להיות דומיננטי, ולכן הצפיפות שלו גדלה, היכולת של האויבים הטבעיים שלו לפגוע בו עולה, בעיקר בשתילים הצעירים, דבר הנותן אפשרות למינים אחרים להתבסס. כך למעשה נוצר מעגל טבעי שמונע ממין מסויים של עץ לשמור על דומיננטיות לאורך זמן, מה שעוזר לשמור על מגוון המינים ביער", אמר ד"ר לבריחה-טרכוס.
בבסיס המודל החדש, שביקש ד"ר לבריחה-טרכוס לפתח, עומדת התפיסה שאם תיאוריות האויבים הטבעיים נכונה, תהיה חשיבות גדולה גם לתנאים המאפשרים את ההתפתחות שלהם. ומכיוון שמדובר בחרקים ופטריות, עונה גשומה שבה האדמה תהיה רוויה במים תגדיל את הכמות של החרקים והפטריות - ותגרום למנגנון "לעבוד טוב יותר". ואילו שנה שחונה, שבה האדמה תהיה יבשה יותר - תביא לתוצאה ההפוכה. "למעשה, המודל שלנו מוסיף זווית חדשה בתיאוריה הקיימת. כדי לקיים ולשמר מגוון מינים ביער הטרופי, יש חשיבות לתנאים שיאפשרו לאויבים הטבעיים של העצים לשגשג", אמר החוקר.
אלא שבכדי להוכיח זאת נדרשו לחוקרים נתונים רבים, שלמרבה המזל קיימים ביערות הגשם. ד"ר ג'ו רייט (Joe Wright) השותף למחקר ניהל החל משנות ה-90 של המאה הקודמת - 800 חלקות בגודל של מטר רבוע, כשבכל חלקה הוא ידע על בסיס שנתי איזה שתילים היו, מי מת ומי שרד. בסיס נתונים נוסף שבו השתמשו החוקרים כלל ספירה ותיאור של כל עץ ועץ, שהגזע שלו רחב מ-1 ס"מ וגובהו יותר מ-1.3 מטר על שטח של 500 דונם ביער, החל משנות ה-80. בהצלבה של שני מאגרים אלה ניתן היה לדעת לגבי כל שנה, איזה שתיל שרד, איזה לא - ואיזה עצים בוגרים היו סביבו, כלומר, האם הייתה דומיננטיות של אותו המין סביבו או לא. מאגר נתונים שלישי נוסף, שעליו התבססו החוקרים, כלל מידע ממאה השנים האחרונות של לחות הקרקע וכמויות משקעים. בעזרת מאגר זה זיהו החוקרים את השנה השחונה ביותר והגשומה במאה השנים. שני ערכי קיצון אלו נמדדו מאז שנות ה-90.
בזכות כל מאגרי הנתונים הללו הצליחו החוקרים במחקר הנוכחי לבנות מודל שבוחן את ההשפעה של לחות הקרקע על הישרדות צמחים, כפונקציה של מגוון המינים הזהים לו שנמצאים בסביבתו הקרובה.
מתוצאות המחקר עולה כי בשנים של לחות גבוהה בקרקע, מינים הנמצאים בצפיפות גבוהה, סיכוי ההישרדות שלהם נמוכים ובשנה העוקבת ימצאו באזור מגוון רב יותר ושונה של צמחים. עוד נמצא במחקר כי מגוון הצמחים גדול יותר אחרי שנה שבה הלחות באדמה הייתה גדולה לעומת שנה יבשה. כלומר, בשנה שבה היו הרבה משקעים, החרקים והפטריות שגשגו, ויכלו "לבצע את עבודתן" בדילול פרטים של מינים דומיננטים. כדי להוכיח שאכן מדובר בשגשוג של החרקים והפטריות, ולא בכך ששנים גשומות "טובות" לכל מיני העצים והם אלה שגורמים להגדלת הגיוון - בחנו החוקרים את המקומות שבהם לא הייתה צפיפות גדולה של אותו המין והראו שבמקומות אלה הגשם או היובש לא שינו את שרידות העצים בצורה ניכרת. כלומר, רק השילוב של צפיפות ודומיננטיות של מין אחד ושנה גשומה וקרקע לחה שהגדילה את האויבים הטבעיים תרמו לכך שבשנה העוקבת – מגוון המינים יעלה.
"המודל שבנינו מוכיח כי יובש ולחות משפיעים בצורה עקיפה על מגוון המינים ובהשוואה לשנים רגילות קיימת ירידה של 15% במגוון המינים בשנים היבשות ביותר ועלייה של 15% במגוון המינים בשנים הלחות ביותר", סיכם ד"ר לבריחה-טרכוס. "מעבר לתוספת החשובה להבנת המנגנון ששומר על מגוון המינים, הקשר שמצאנו ללחות בקרקע קושר אותנו לשינוי האקלים ולהתחממות הגלובלית. ולכן, ככל שיהיו לנו שנים שחונות יותר, כך קיים חשש לפגיעה לא רק במגוון המינים שביער הגשם, אלא גם בתרומתו לאנושות".
