Florestas, especialmente as florestas tropicais, são o lar de milhares de espécies de árvores - às vezes dezenas a centenas de espécies de árvores na mesma floresta - um nível de biodiversidade que os ecologistas têm se esforçado para explicar. Em um novo estudo publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) , pesquisadores do Instituto Internacional de Análise de Sistemas Aplicados (IIASA) e seus colegas na Austrália estão agora fornecendo um primeiro modelo que elucida os mecanismos ecológicos e evolutivos subjacentes a esses padrões naturais.

"As florestas em particular e a vegetação em geral são centrais para a compreensão da biodiversidade terrestre, serviços de ecossistemas, e dinâmica do carbono, "diz Ulf Dieckmann, Diretor do Programa de Evolução e Ecologia da IIASA. As plantas florestais crescem a diferentes alturas e velocidades, com as árvores mais altas absorvendo a maior quantidade de luz solar, e árvores e arbustos mais curtos que se contentam com os níveis mais baixos de luz solar que se filtram pela copa. Essas espécies tolerantes à sombra de crescimento lento vêm em um número inesperadamente grande de variedades - na verdade, muito mais do que os modelos ecológicos foram capazes de explicar até agora.

A teoria ecológica tradicional afirma que cada espécie neste planeta ocupa seu próprio nicho, ou meio ambiente, onde pode prosperar com exclusividade. Contudo, identificar nichos separados para cada espécie tem sido difícil, e pode muito bem ser impossível, especialmente para a pletora observada de árvores tropicais tolerantes à sombra. Isso levanta a questão fundamental:nichos separados são realmente sempre necessários para a coexistência de espécies?

No novo estudo, os pesquisadores combinaram a fisiologia das árvores, ecologia, e evolução para construir um novo modelo no qual as espécies de árvores e seus nichos coevoluem em dependência mútua. Embora os modelos anteriores não tenham sido capazes de prever uma alta biodiversidade de espécies tolerantes à sombra para coexistir por longos períodos de tempo, o novo modelo demonstra como as diferenças fisiológicas e a competição pela luz levam naturalmente a um grande número de espécies, assim como na natureza. Ao mesmo tempo, o novo modelo mostra que as espécies de árvores intolerantes à sombra de crescimento rápido evoluem para ocupar nichos estreitos e bem separados, enquanto as espécies de árvores tolerantes à sombra de crescimento lento evoluíram para ocupar um nicho muito amplo que oferece espaço suficiente para a coexistência de todo um continuum de espécies diferentes - de novo, exatamente como observado na natureza.

Fornecendo uma compreensão mais abrangente dos ecossistemas florestais, o modelo resultante pode ser útil para pesquisadores que trabalham com mudanças climáticas e manejo florestal. Dieckmann diz, “Esperamos que este trabalho resulte em uma melhor compreensão dos impactos humanos nas florestas, incluindo extração de madeira, Controle de incêndio, fragmentação de habitat, e mudanças climáticas. "