Team opdager, at vinden flytter mikroinvertebrater hen over ørkenen

Arbejdet fra fakultetet og studerende fra University of Texas i El Paso (UTEP) har givet det første bevis på, hvordan vandbårne mikroinvertebrater bevæger sig hen over store vidder af tørre ørken.

En artikel offentliggjort 13. marts, 2018 i Limnologi og oceanografibreve , en publikation af Association for the Sciences of Limnology and Oceanography, detaljer for første gang, hvordan høje ørkenvinde spreder små hvirvelløse dyr, og hvordan de koloniserer hydrologisk adskilte bassiner i hele regionen.

"Disse nye resultater kan have store konsekvenser for ferskvandssystemer, " sagde Elizabeth J. Walsh, Ph.D., professor i UTEPs Institut for Biologiske Videnskaber og leder af ph.d.-uddannelsen i Økologi og Evolutionsbiologi. "Når klimaændringer og vandmønstre skifter, vores arbejde kan hjælpe andre med at forstå forviklingerne ved den vindstøttede spredning af ferskvandsorganismer. Det er vigtigt, fordi disse organismer er basen i fødenettet. Hvordan de bevæger sig, vil påvirke bevægelsen af ​​de biologiske samfund, der er bygget op omkring dem."

Walsh tilføjede, at drivkraften til forskningen voksede ud af en tidligere fem-årig undersøgelse af Chihuahuan-ørkenens akvatiske miljøer finansieret af National Science Foundation. En del af dette projekt involverede karakterisering af biodiversiteten af ​​mikroinvertebrater på 300 steder. Forskere ønskede bedre at forstå, hvordan organismer koloniserede disse vandområder, der var adskilt af store afstande af ørken og ikke bundet sammen af ​​hydrologiske forbindelser såsom dræningsruter.

"Hvis de ikke blev flyttet af vand, og de blev ikke flyttet af andre dyr, så er det næste vi tænkte, 'Det må være vinden, " sagde Walsh.

Indtast Thomas E. Gill, Ph.D., UTEP professor ved Institut for Geologiske Videnskaber og Miljøvidenskab og Ingeniørprogram, som samtidig udførte undersøgelser af Chihuahuan-ørkenens vindstorme, tænkte, "Hvilke slags levende væsener bliver båret sammen med støvet?"

Det, der fulgte, var en flerårig tværfaglig forskningsindsats, der indsamlede støvprøver; bekræfter, at prøverne indeholdt mikroinvertebrater i sovende tilstand, udviklingsstadier; rehydrering af dem i laboratoriemiljøer; og udnyttelse af næste generations sekventering til at bestemme, hvilke organismer der var til stede i støvet.

Det sidste trin involverede at flytte støvet gennem en simuleret storm for at afgøre, om organismerne kunne overleve at blive sprængt gennem luften over lange afstande. Doktorand Jose A. Rivas Jr. og Gill arbejdede sammen med Scott Van Pelt, Ph.D., en jordbundsforsker ved det amerikanske landbrugsministerium, at udføre en sådan test ved USDA Agricultural Research Service's vindtunnelanlæg i Big Spring, Texas.

"Vi simulerede dybest set en vindstorm, " sagde Gill. "Vi tog den rene ørkenjord, hvor vi blandede mikroinvertebrater, og blæste det op i luften. Efter denne energiske, turbulent rejse gennem vindtunnelen, vores hold viste, at disse organismer, som er omtrent på størrelse med sandkorn i deres hvilende fase i deres udvikling, overlevede at blive sandblæst i luften. De kan flyve gennem atmosfæren, måske hundreder af miles under levedygtige forhold, og stadig vågner."

Gill sagde, at gruppens resultater vil hjælpe med at inspirere til yderligere forskning om bevægelse af organismer. Han tilføjede, at indsatsen, der fandt sted på UTEP, var et vellykket samarbejde på grund af støtte fra UTEP Interdisciplinary Research (IDR)-programmet, National Institutes of Health, National Science Foundation og National Oceanic and Atmospheric Administration Center for Atmospheric Sciences (NCAS). Han sagde også, at arbejdet udført af ph.d.-studerende Rivas og Jon Mohl - der fungerede som studiets ledende og anden forfattere - var afgørende for indsatsen.

"Det er et meget spændende og unikt projekt, " sagde Rivas, hvem var undersøgelsens hovedforfatter. "Støvstorme er en stor del af det sydvestlige. Vi interagerer med dem hvert forår. Det interessante er ikke kun at lære om støvstorme, men også at finde ud af, hvad der præcist bliver transporteret, hvad er der i støvet? Dette er især vigtigt for at forstå mangfoldigheden af ​​vores Chihuahuan-ørkens økosystem. At lære hvor lille, vanddyr transporteres og koloniserer nye områder vil føre til indsigt i, hvordan samfund i tem.