Ett nytt verktyg kan bättre bedöma en viktig men förbisedd indikator på global uppvärmning:mångfalden av insekter, maskar och sniglar som lever i höga bergsbäckar.

Vattenbaserade ryggradslösa djur är särskilt sårbara när klimatet svänger från historiska torka till massiva översvämningar. Eftersom de fungerar som föda för andra former av alpint liv, som fåglar, fladdermöss, grodor och fiskar, oroar sig ekologer för insekternas förmåga att frodas.

Att förstå hur dessa små varelser påverkas av klimatförändringarna kräver att vi förstår var vi borde hitta dem. Ändå redogjorde klassiska ekologiska teorier inte för vad ett team av UC Riverside-ekologer och deras UC-kollaboratörer fann i en nyligen genomförd undersökning av vattenlevande liv i Kaliforniens Sierra Nevada.

Som ett steg mot att skydda dem tillämpade teamet en ny teori för att förutsäga biologisk mångfald till höga bergsbäckar. Den teorin, och resultaten av fältundersökningen som gav upphov till den, beskrivs nu i en artikel i tidskriften Ecological Monographs .

"Vi har kommit på nya sätt att tänka på biologisk mångfald i höga bergsbäckar i Sierra, eftersom de gamla sätten inte var framgångsrika för oss", säger Kurt Anderson, docent i evolution och ekologi, och medförfattare till artikeln.

"Klassiska teorier om strömekologi utvecklades inte i Sierras, så vi anpassar en ny uppsättning idéer för att bättre förklara vad vi ser där uppe," sa Anderson.

En sådan klassisk teori är River Continuum Concept, som diskuterar hur strömekosystem fungerar när de rör sig från strömkällorna ner till större, öppnare floder. Enligt kontinuumkonceptet ska det finnas en jämn förändringsgradient från höga till låga höjder. Teamet undersökte efter ströms biologiska mångfald längs en gradient för att testa koncept som detta.

"Vi såg en förändring, men bara delvis och inte av de skäl som teorin sa att vi borde," sa Anderson. "Till exempel fann vi att sjöar tenderade att avbryta den mjuka förändringen vi skulle ha sett."

UCR-teamet observerade att mångfalden av ryggradslösa djur i allmänhet ökade i nedåtgående vatten och var lägst i ånga omedelbart under sjöar.

"Vi tror att sjöarna kan ha en frånkopplande effekt och gör att nedströms vattenvägarna måste börja om igen för att bygga mångfald", säger Matthew Green, UCR-ekolog och första författare på den nya tidningen.

Teamet hittade också en stor variation av livsformer i kalla, isolerade bäckar högt upp i källvatten. Trots den allmänna trenden mot en ökning av mångfalden som rör sig nedströms, kan skillnaderna i arter mellan isolerade källvatten ibland vara lika stora som mellan uppströms och nedströms.

"Dessa är de vattenlevande livsformer som är i utkanten av klimatförändringarnas stup", säger Dave Herbst, en forskare från Sierra Nevada Aquatic Research Laboratory, ett UC Naturreservat, och medförfattare på tidningen.

Områdena strax nedanför sjöar dominerades endast av ett fåtal arter av ryggradslösa djur och insekter med förmåga att filtrera matpartiklar. Andra platser med blandade födokällor hade fler arter närvarande.

Teamet rekommenderar att sammanlänkade system av strömmande vatten skyddas från avledningar och från livsmiljöskador orsakade av ohävd markutveckling. När vattnet tillåts flöda som det ska, stödjer antalet tillgängliga resurser för varelser som lever i dem en högre mångfald.

"Det är vad som kommer att tillåta dessa små, men avgörande viktiga livsformer att frodas," sa Anderson. "Där intakta livsmiljöer har äventyrats, kan restaureringsinsatser vara nyckeln till att ge hela ekosystemet motståndskraft mot de kommande motgångarna av klimatförändringar."