Skogar, särskilt tropiska skogar, är hem för tusentals trädarter - ibland tiotals till hundratals trädarter i samma skog - en nivå av biologisk mångfald har ekologer kämpat med att förklara. I en ny studie publicerad i tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) , forskare vid International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA) och deras kollegor i Australien tillhandahåller nu en första modell som belyser de ekologiska och evolutionära mekanismer som ligger bakom dessa naturliga mönster.

"Skogar i synnerhet och vegetation i allmänhet är centrala för att förstå terrestrisk biologisk mångfald, ekosystemtjänster, och koldynamik, "säger IIASA Evolution and Ecology Program Director Ulf Dieckmann. Skogsväxter växer till olika höjder och i olika hastigheter, med de högsta träden som absorberar de största mängder solljus, och kortare träd och buskar som nöjer sig med de lägre solljusnivåerna som filtreras genom taket. Dessa långsamt växande skuggtoleranta arter finns i ett oväntat stort antal sorter-faktiskt långt mer än ekologiska modeller har kunnat förklara fram till nu.

Traditionell ekologisk teori menar att varje art på denna planet har sin egen nisch, eller miljö, där det unikt kan frodas. Dock, det har varit svårt att identifiera separata nischer för varje art, och kan mycket väl vara omöjligt, särskilt för den observerade mängden av skuggtoleranta tropiska träd. Detta väcker den grundläggande frågan:behövs separata nischer verkligen alltid för art samexistens?

I den nya studien, forskarna kombinerade trädfysiologi, ekologi, och evolution för att konstruera en ny modell där trädslag och deras nischer samverkar i ömsesidigt beroende. Även om tidigare modeller inte hade kunnat förutsäga en hög biologisk mångfald av skuggtoleranta arter att samexistera under lång tid, den nya modellen visar hur fysiologiska skillnader och konkurrens om ljus naturligtvis leder till ett stort antal arter, precis som i naturen. På samma gång, den nya modellen visar att snabbt växande skuggtoleranta trädarter utvecklas för att uppta smala och väl separerade nischer, medan långsamt växande skuggtoleranta trädslag har utvecklats för att inta en mycket bred nisch som erbjuder tillräckligt med utrymme för ett helt kontinuum av olika arter att samexistera-igen, precis som observerats i naturen.

Ger en mer omfattande förståelse för skogens ekosystem, den resulterande modellen kan vara användbar för forskare som arbetar med klimatförändringar och skogsförvaltning. Dieckmann säger, "Vi hoppas att detta arbete kommer att resultera i en bättre förståelse av mänskliga effekter på skogar, inklusive virkesutvinning, eldledning, fragmentering av livsmiljöer, och klimatförändringar. "