Skjult mangroveskov på Yucatan-halvøen afslører gamle havniveauer

Dybt i hjertet af Yucatan-halvøen, et gammelt mangrove-økosystem blomstrer mere end 200 kilometer (124 miles) fra det nærmeste hav. Dette er usædvanligt, fordi mangrover - salttolerante træer, buske, og palmer - findes typisk langs tropiske og subtropiske kyster.

En ny undersøgelse ledet af forskere på tværs af University of California-systemet i USA og forskere i Mexico fokuserer på denne frodige røde mangroveskov. Denne "tabte verden" ligger langt fra kysten langs bredden af ​​San Pedro Martir-floden, som løber fra El Petén-regnskovene i Guatemala til Balancán-regionen i Tabasco, Mexico.

Fordi den røde mangrove ( Rhizophora mangle ) og andre arter til stede i dette unikke økosystem er kun kendt for at vokse i saltvand eller noget saltvand, det binationale hold satte sig for at opdage, hvordan mangroverne ved kysten blev etableret så dybt inde i landet i ferskvand fuldstændig isoleret fra havet. Deres resultater blev offentliggjort 4. oktober i Proceedings of the National Academy of Sciences .

Integrering af genetiske, geologisk, og vegetationsdata med havniveaumodellering, undersøgelsen giver et første glimt af et gammelt kyst-økosystem. Forskerne fandt ud af, at San Pedro mangroveskovene nåede deres nuværende placering i løbet af den sidste mellemistid, omkring 125, 000 år siden, og har holdt sig der isoleret, mens havene trak sig tilbage under den sidste istid.

Undersøgelsen giver et øjebliksbillede af det globale miljø under den sidste mellemistid, da Jorden blev meget varm og polare iskapper smeltede helt, gør det globale havniveau meget højere, end det er i dag.

"Den mest fantastiske del af denne undersøgelse er, at vi var i stand til at undersøge et mangrove-økosystem, der har været fanget i tide i mere end 100, 000 år, " sagde undersøgelsens medforfatter Octavio Aburto-Oropeza, en marin økolog ved Scripps Institution of Oceanography ved UC San Diego og en PEW Marine Fellow. "Der er helt sikkert mere at opdage om, hvordan de mange arter i dette økosystem har tilpasset sig forskellige miljøforhold i løbet af de sidste 100, 000 år. At studere disse tidligere tilpasninger vil være meget vigtigt for os for bedre at forstå fremtidige forhold i et skiftende klima."

Ved at kombinere flere bevislinjer, undersøgelsen viser, at det sjældne og unikke mangrove-økosystem i San Pedro-floden er et relikt - dvs. organismer, der har overlevet fra en tidligere periode - fra en tidligere varmere verden, hvor det relative havniveau var seks til ni meter (20 til 30 fod) højere end i dag, høj nok til at oversvømme Tabasco-lavlandet i Mexico og nå det, der i dag er tropiske regnskove på bredden af ​​San Pedro-floden.

Undersøgelsen fremhæver de omfattende landskabelige påvirkninger af tidligere klimaændringer på verdens kyster og viser, at under den sidste mellemistid, meget af den Mexicanske Golfs kystlavland var under vand. Udover at give et vigtigt glimt af fortiden og afsløre de forandringer, som de mexicanske troper led under istiderne, disse resultater åbner også muligheder for bedre at forstå fremtidige scenarier for relativ havniveaustigning, efterhånden som klimaændringerne skrider frem i en menneskedomineret verden.

Carlos Burelo, en botaniker ved Universidad Juárez Autónoma de Tabasco og en indfødt i regionen, henledte resten af ​​holdets opmærksomhed på eksistensen af ​​dette relikt-økosystem i 2016. "Jeg plejede at fiske her og lege på disse mangrover som barn, men vi vidste aldrig præcis, hvordan de kom dertil, " sagde Burelo. "Det var det drivende spørgsmål, der bragte holdet sammen."

Burelos feltarbejde og biodiversitetsundersøgelser i regionen etablerede det solide grundlag for undersøgelsen. Hans bemærkelsesværdige opdagelse af det gamle økosystem er dokumenteret i "Memories of the Future:den moderne opdagelse af et relikt-økosystem, "en prisvindende kortfilm produceret af Scripps alumnus Ben Fiscella Meissner (MAS MBC '17).

Felipe Zapata og Claudia Henriquez fra UCLA ledede det genetiske arbejde med at vurdere oprindelsen og alderen af ​​reliktskoven. Sekventering af segmenter af genomerne af de røde mangrovetræer, de var i stand til at fastslå, at dette økosystem migrerede fra kysterne ved den Mexicanske Golf ind i San Pedro-floden over 100, 000 år siden og forblev der isoleret, efter at havet trak sig tilbage, da temperaturen faldt. Mens mangrover er den mest bemærkelsesværdige art i skoven, de fandt næsten 100 andre mindre arter, der også har en slægt fra havet.

"Denne opdagelse er ekstraordinær, " sagde Zapata. "Ikke kun er de røde mangrover her med deres oprindelse trykt i deres DNA, men hele kystlagunens økosystem i den sidste mellemistid har fundet tilflugt her."

Paula Ezcurra, science program manager hos Climate Science Alliance, udførte havniveaumodellering, bemærker, at kystsletterne i den sydlige Mexicanske Golf ligger så lavt, at en relativt lille ændring i havniveauet kan give dramatiske effekter inde i landet. Hun sagde, at en fascinerende del af denne undersøgelse er, hvordan den fremhæver fordelene ved at arbejde sammen mellem forskere fra forskellige discipliner.

"Hvert stykke af historien alene er ikke tilstrækkeligt, men når det tages sammen, genetikken, geologi, botanik, og feltobservationer fortæller en utrolig historie. Hver involveret forsker udlånte deres ekspertise, der gjorde det muligt for os at afsløre mysteriet om en 100, 000+ år gammel skov, " sagde Ezcurra, en alumna af Scripps Oceanography (MAS CSP '17).

Feltarbejdet blev ledet af økologerne på holdet - Octavio Aburto-Oropeza, Paula Ezcurra, Exequiel Ezcurra fra UC Riverside, og Sula Vanderplank fra Pronatura Noroeste. Besøgte studiestederne flere gange fra og med 2016, de samlede sten, sedimenter og fossiler til at analysere i laboratoriet, hjælper dem med at finde beviser fra fortiden, der er i overensstemmelse med et havmiljø.

Forfatterne bemærker, at regionen omkring undersøgelsesstederne systematisk blev ryddet af skov i 1970'erne af en misforstået udviklingsplan; San Pedro-flodens bredder blev kun skånet, fordi bulldozerne ikke kunne nå den. Området er stadig truet af menneskelige aktiviteter, så forskerne understregede behovet for at beskytte dette biologisk vigtige område i fremtiden.

"Vi håber, at vores resultater overbeviser regeringen i Tabasco og Mexicos miljøadministration om behovet for at beskytte dette økosystem, " sagde de. "Historien om Pleistocæn glaciale cyklusser er skrevet i DNA'et af dens planter, der venter på, at videnskabsmænd skal dechifrere den, men vigtigere, San Pedro-mangroverne advarer os om den dramatiske indvirkning, som klimaændringer kan have på kystsletterne i Den Mexicanske Golf, hvis vi ikke griber ind for at stoppe udledningen af ​​drivhusgasser."