Medan temperaturen i de tropiska skogarna i nordöstra Puerto Rico har klättrat två grader Celsius sedan mitten av 1970-talet, biomassan hos leddjur – ryggradslösa djur som insekter, tusenfotingar, och sowbugs – har minskat med så mycket som 60 gånger, enligt nya rön publicerade idag i Proceedings of the National Academy of Sciences .

Fyndet stöder FN:s mellanstatliga panel för klimatförändringar nyligen varningar om allvarliga miljöhot givet en 2,0 grader Celsius höjning av den globala temperaturen. Liksom vissa andra tropiska platser, studieområdet i Luquillo-regnskogen har redan nått eller överskridit en 2,0 grader Celsius ökning av medeltemperaturen, och studien finner att konsekvenserna är potentiellt katastrofala.

"Våra resultat tyder på att effekterna av klimatuppvärmningen i tropiska skogar kan bli ännu större än förväntat", säger Brad Lister huvudförfattare till studien och en fakultetsmedlem vid Institutionen för biologiska vetenskaper vid Rensselaer Polytechnic Institute. "Insektsbestånden i Luquillo-skogen kraschar, och när det väl börjar har djuren som äter insekterna otillräcklig mat, vilket resulterar i minskad reproduktion och överlevnad och därav följande minskningar i överflöd."

"Climate Driven Declines in Arthropod Abundance Restructure a Rainforest Food Web" är baserad på data som samlats in mellan 1976 och 2013 av författarna och Luquillo Long Term Ecological Research-programmet vid tre medelhöga livsmiljöer i Puerto Ricos skyddade Luquillo-regnskog. Under denna tid, medeltemperaturerna har stigit med 2,0 grader Celsius.

Viktiga fynd inkluderar:

• Klibbiga fällor som användes för att ta prov på leddjur på marken och i trädkronorna tydde på en kollaps hos skogsleddjur, med fångstkvoter för biomassa som sjunkit upp till 60 gånger mellan 1976 och 2013.
• Biomassan av leddjur som samlats in av marknära svepnät minskade också så mycket som åtta gånger från 1976 till 2013.
• När leddjur minskade, samtidiga minskningar inträffade hos Luquillos insektsätande ödlor, grodor, och fåglar.
• Författarna jämförde också uppskattningar av överflöd av leddjur som de gjorde på 1980-talet i Chamela-Cuixmala biosfärreservat i västra Mexiko med uppskattningar från 2014. Under denna tidsperiod ökade medeltemperaturen med 2,4 Celsius och leddjurs biomassa åttafaldigt.

Kallblodiga djur som lever i tropiska klimat är särskilt utsatta för klimatuppvärmning eftersom de är anpassade till relativt stabila temperaturer året runt. Med tanke på deras analyser av data, som inkluderade nya tekniker för att bedöma kausalitet, författarna drar slutsatsen att klimatuppvärmningen är den främsta drivkraften bakom minskningar av leddjursförekomsten i Luquilloskogen. Dessa minskningar har utlöst en stor trofisk kaskad nerifrån och upp och påföljande kollaps av skogens näringsväv.

Med tanke på att tropiska skogar hyser två tredjedelar av jordens arter, dessa resultat har djupgående konsekvenser för regnskogens ekosystems framtida stabilitet och biologiska mångfald, samt bevarandeinsatser som syftar till att mildra effekterna av klimatpåtryckningar.

Andres Garcia, från Universidad Nacional Autònoma de Mèxico, var medförfattare till studien som finansierades av National Science Foundation.

Forskning om effekterna av klimatförändringar är en spännande aspekt av The New Polytechnic, ett framväxande paradigm för undervisning, inlärning, och forskning vid Rensselaer. Grunden för denna vision är insikten om att globala utmaningar och möjligheter är så stora att de inte kan hanteras på ett adekvat sätt av ens den mest begåvade personen som arbetar ensam. Den nya yrkeshögskolan är transformerande i den globala inverkan av forskning, i sin innovativa pedagogik, och i livet för studenter på Rensselaer.