Baserat på data från 10 långsiktiga skogsövervakningsområden, inklusive sju från Smithsonians ForestGEO-nätverk, ett team ledd av Jacob Usinowicz under sin doktorsavhandling vid University of Wisconsin-Madison, ger det första beviset på att "lagringseffekten" gör det möjligt för trädarter att samexistera och är starkare i tropikerna. Teamets resultat, publicerad i 20 september-upplagan av tidskriften Natur , ta upp en fråga som länge har utmanat biologer:Varför finns det så många fler arter i tropikerna?

Tropiska skogar är hem för många fler arter än skogar i norr. Till exempel, nästan 1, 200 trädarter bebor de 4,2 miljoner kvadratkilometer av tempererade och boreala skogar på norra halvklotet, medan en häpnadsväckande 1, 440 trädarter lever på bara 0,25 kvadratkilometer tropisk skog nära Manaus, Brasilien. Hur kan så många trädarter samexistera i så små områden i tropikerna?

Ekologer har aldrig kunnat svara på den frågan. Att samexistera, arter måste skilja sig från varandra så att två individer av samma art (conspecifics) delar fler krav och därför har en större negativ inverkan på varandra än två individer av olika arter (heterospecifics). Detta förhindrar att någon art blir dominerande eftersom fler och fler av dess grannar är släktingar med identiska krav. Under tiden, sällsynta arter kan räddas eftersom fler och fler av deras grannar är heterospecifika med olika resursbehov.

Många mekanismer leder till detta resultat. Problemet har varit att alla mekanismer som är kända för att främja arters samexistens har verkat fungera med liknande effekt på alla breddgrader. Usinowicz et al. tillhandahålla det första beviset på att en mekanism som möjliggör en stabil samexistens av arter är starkare i tropikerna och blir stadigt svagare på högre breddgrader. Mekanismen kallas lagringseffekten och fungerar för arter, som träd, som har återkommande reproduktion och långlivade vuxna som säkerställer befolkningens uthållighet över många reproduktionsmöjligheter. Om tidpunkten för framgångsrika reproduktionshändelser skiljer sig åt mellan arter, nya rekryter kommer att vara mer benägna att ha släktgrannar med större negativ påverkan medan sällsynta arter kommer att vara mer benägna att undvika negativa effekter av släktingar.

Teamet samlade långa rekord av reproduktions- och rekryteringsframgångar för mer än 1, 000 trädarter från 10 skogar som sträcker sig över 64 latitudgrader från ekvatorn nästan till polcirkeln. De upptäckte att framgångsrika reproduktionshändelser var mer oberoende mellan arter vid ekvatorn och blir stadigt mer synkroniserade mellan arter när latituden ökar. Alla förutsättningar finns för att lagringseffekten ska verka starkare vid ekvatorn och successivt mindre kraftigt när latituden ökar. Usinowicz et al. använda ett modelleringsramverk för att kvantifiera minskningen. Potentialen för lagringseffekten att främja arters samexistens minskar med 0,25 procent för varje latitud bort från ekvatorn.

"Naturhistorien bakom detta resultat är behagligt intuitiv, " sa S. Joseph Wright, personalforskare vid Smithsonian Tropical Research Institute och medförfattare till artikeln. "På ekvatorn vid Yasuni, Ecuador, flera hundra trädslag blommar varje månad. En hård väderavvikelse under en viss månad påverkar blomningen hos en liten andel av arten. Tidpunkten för allvarliga anomalier varierar mellan åren, och, som ett resultat, arter har framgångsrika reproduktionshändelser i stort sett oberoende av varandra." "Däremot strax nedanför polcirkeln vid Bonanza Creek, Alaska, trädreproduktionen är begränsad till juni, juli och augusti, en hård juni påverkar alla arter, och när en art har ett framgångsrikt år, det gör andra också. Den latitudinella gradienten i längden av växtsäsongen skapar en latitudinell gradient i synkronisering mellan olika arter av framgångsrika reproduktionshändelser, och detta leder till en gradient i styrkan av lagringseffekten och potentiell art samexistens."