ต้นไม้น้ำจืดถือเป็นบทเรียนจากครั้งสุดท้ายที่ธารน้ำแข็งหายไป โดย SULA E VANDERPLANK/THE CONVERSATION | เผยแพร่เมื่อ 19 ต.ค. 2564 14:30 น
สิ่งแวดล้อม
ศาสตร์
ป่าชายเลนน้ำจืดนอกยูคาทานในเม็กซิโกและกัวเตมาลา
ป่าชายเลนสีแดงในน้ำจืดที่สงบและอุดมด้วยแคลเซียมของแม่น้ำ San Pedro Mártir เมือง Tabasco ประเทศเม็กซิโก เป็นจุดสนใจของการศึกษาเรื่องการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศครั้งใหม่ เบ็น เมสเนอร์ CC BY-ND
Sula E Vanderplankเป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐซานดิเอโก เรื่องนี้เผยแพร่ครั้งแรกในThe Conversation
แม่น้ำซานเปโดรไหลจากป่าฝนในกัวเตมาลาผ่าน
คาบสมุทรยูคาทานทางตะวันออกของเม็กซิโก ที่นั่น แม่น้ำอันเงียบสงบนี้แผ่ขยายเป็นทะเลสาบที่ไหลช้าหลายสาย ตลอดระยะทาง 80 กิโลเมตรอันห่างไกล มีป่าชายเลนสีแดงหลายพันต้น—ต้นไม้ที่พบได้ทั่วไปตามแนวชายฝั่งเขตร้อน—เรียงรายริมฝั่งแม่น้ำและน้ำตกที่ไหลเชี่ยว
ต้นไม้เหล่านี้เติบโตในน้ำจืดต่างจากป่าชายเลนที่อื่นๆ ซึ่งหมายความว่ามีสายพันธุ์อื่นๆ มากมายที่สามารถเติบโตไปพร้อมกับพวกมันได้ เช่น กล้วยไม้ บรอมมีเลียด และพืชในอากาศและบนบกอื่นๆ ที่ไม่สามารถทนต่อสภาพน้ำเค็มที่ปกติแล้วจะพบป่าชายเลนสีแดง สวนแห่งนี้เป็นสวนที่มีมนต์ขลังและยังเป็นปริศนาทางวิทยาศาสตร์อีกด้วย: ป่าชายเลนเหล่านี้เติบโตบนบกเป็นระยะทาง 125 ไมล์ (200 กิโลเมตร) ได้อย่างไร ซึ่งสูงกว่าระดับน้ำทะเล 85 ถึง 120 ฟุต (25 ถึง 37 เมตร) ในระบบนิเวศน้ำจืดทั้งหมด
ฉันเป็นส่วนหนึ่งของทีมนักวิจัยจากสหสาขาวิชาชีพจากเม็กซิโกและสหรัฐอเมริกา ที่พยายามตอบคำถามนี้โดยเปรียบเทียบต้นไม้เหล่านี้กับป่าชายเลนทั่วภูมิภาคคาบสมุทรยูคาทานที่กว้างกว่า นอกจากนี้เรายังวิเคราะห์แกนตะกอนจากระเบียงแม่น้ำซานเปโดร ซึ่งแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าตะกอนถูกสร้างขึ้นในพื้นที่ชายฝั่งทะเล
เราพบว่าป่าชายเลนของแม่น้ำถูกแยกออกจากป่าชายเลนชายฝั่งมาเป็นเวลาประมาณ120, 00 ปี เหตุการณ์นี้เกิดขึ้นพร้อม ๆ กันกับLast Interglacialซึ่งเป็นช่วงที่อบอุ่นระหว่างยุคน้ำแข็ง เมื่อประมาณ 125,000 ปีที่แล้ว ที่ธารน้ำแข็งและแผ่นน้ำแข็งขั้วโลกละลายเกือบทั้งหมด
ในช่วงเวลานั้น โลกร้อนกว่าในปัจจุบัน และระดับน้ำทะเลสูงขึ้น 20 ถึง 30 ฟุต (6 ถึง 9 เมตร) บรรพบุรุษของป่าชายเลนเหล่านี้เป็นต้นไม้ริมชายฝั่งที่ถูกทิ้งไว้อย่างโดดเดี่ยวเมื่อโลกเย็นตัวลงระหว่างธารน้ำแข็งวิสคอนซินซึ่งเป็นยุคสุดท้ายที่ธารน้ำแข็งแผ่ขยายไปทั่วอเมริกาเหนือ เมื่อธารน้ำแข็งแผ่ขยายออกไป ระดับน้ำทะเลก็ลดลง เผยให้เห็นพื้นที่รอบๆ พวกมันมากขึ้น ป่าที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวแห่งนี้ รอยเท้าแห่งอดีต กำลังเสี่ยงต่อการทำลายป่าและการพัฒนา ซึ่งอาจขัดขวางไม่ให้นักวิทยาศาสตร์ศึกษาเพื่อหาข้อมูลเชิงลึกเพิ่มเติมเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ภูมิอากาศของโลก
ปลาว่ายท่ามกลางรากชายเลน
ปลาและสัตว์น้ำอื่นๆ ในแม่น้ำ San Pedro Martir ในเมือง Tabasco ประเทศเม็กซิโก ท่ามกลางรากไม้โกงกางสีแดงที่จมอยู่ใต้น้ำ รูปถ่าย: Octavio Aburto, CC BY-ND
ป่าชายเลนและน้ำจืด
ป่าชายเลนแดง ( Rhizophora mangle ) เป็นต้นไม้ สัญลักษณ์ที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการประมงเชิงพาณิชย์และการทำประมงพื้นบ้านทั่วโลก ปลาตัวอ่อนอาศัยอยู่ท่ามกลางรากไม้ที่พันกันของป่าชายเลน ให้อาหาร และเติบโตจนมีขนาดใหญ่พอที่จะหลีกเลี่ยงผู้ล่า
การ ศึกษา ของ เรา เน้น ที่ ลากูน ใน แผ่นดิน
สอง แห่งซึ่ง สร้าง โดย ซีโนท ขนาด ยักษ์ —หลุม ยุบ ทาง ธรรมชาติ ใน พื้น หินปูน ของ ยูคาทาน—ใกล้ ชายฝั่ง แคริบเบียน. ป่าชายเลนสีแดงขยายพันธุ์ด้วยเมล็ดที่งอกในขณะที่ยังติดอยู่กับต้นแม่แล้วหย่อนลงบนฝั่งหรือในน้ำ ซึ่งพวกมันจะลอยออกไปและตั้งตัวอยู่บนฝั่งที่อยู่ติดกัน การปรับตัวนี้ทำให้ป่าชายเลนสามารถแผ่ขยายไปตามแนวชายฝั่งได้ แม้ว่าน้ำเค็มจะเป็นพิษต่อเมล็ดพืชส่วนใหญ่และทำให้งอกได้ยากมาก
เรารู้สึกทึ่งที่รู้ว่าป่าชายเลนซานเปโดรไปถึงที่นั่นได้อย่างไร ต้นกล้าของพวกมันไม่สามารถลอยทวนน้ำเป็นระยะทางหลายไมล์ได้ และป่าไม้ริมฝั่งก็ใหญ่และมั่นคง ซึ่งทำให้ดูเหมือนไม่น่าเป็นไปได้อย่างยิ่งที่สัตว์หรือมนุษย์จะสามารถนำเมล็ดพืชเข้ามายังแผ่นดินได้ ตามความรู้ของเรา ป่าชายเลนของแม่น้ำซานเปโดรมีเอกลักษณ์เฉพาะที่มีอยู่ห่างไกลจากชายฝั่ง
การแยกตัวและการกระจายตัว
วิธีหนึ่งในการพิจารณาว่าพืชมาจากที่ใดคือการดูว่าพืชเหล่านี้มีความเกี่ยวข้องทางพันธุกรรมกับอาณานิคมของพืชที่คล้ายคลึงกันในภูมิภาคอื่นหรือไม่ ดังนั้นเราจึงทำการตรวจสอบทางพันธุกรรมที่มองหาsingle-nucleotide polymorphismsหรือ “snips” ซึ่งเป็นความแตกต่างในโครงสร้างการสร้าง DNA เดียวระหว่างพืชชนิดหนึ่งกับอีกต้นหนึ่ง
เราพบว่าญาติสนิทที่สุดกับป่าชายเลนโดดเดี่ยวของแม่น้ำซานเปโดรคือป่าชายเลนที่ทะเลสาบเทอร์มิโนบนชายฝั่งตะวันตกของยูคาทานตามแนวอ่าวเม็กซิโก ป่าชายเลนจากชุมชนแม่น้ำทั้งสองมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับประชากรชายฝั่งอื่นๆ ในอ่าวเม็กซิโก อย่างไรก็ตาม พวกมันแตกต่างอย่างมากจากประชากรป่าชายเลนน้ำจืดน้ำจืดอื่นๆ ใน cenotes บนชายฝั่งตะวันออกของ Yucatan ตามแนวแคริบเบียน และประชากรเหล่านี้แตกต่างจากป่าชายเลนชายฝั่งอื่นๆ
เราขุดแกนต้นโกงกางที่ใหญ่ที่สุดที่ไซต์สามแห่ง โดยแยกตัวอย่างรูปดินสอจากลำต้นของพวกมันที่แสดงวงแหวนของการเจริญเติบโต เพื่อให้เข้าใจว่าต้นไม้เหล่านี้มีอายุยืนยาวเพียงใด—ประมาณ 100 ปี—และมีต้นไม้กี่ชั่วอายุคนอาศัยอยู่ที่นั่น จากนั้นเราคูณตัวเลขนั้นด้วยอัตราการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมเฉลี่ยเพื่อประเมินว่าป่าชายเลนซานเปโดรมีอายุเท่าใดเมื่อพวกมันแยกจากกันทางพันธุกรรมจากป่าชายเลนอื่น ๆ และความแตกต่างเกิดขึ้นนานแค่ไหน
เราคำนวณว่าประชากรป่าชายเลนแม่น้ำซานเปโดรและเทอร์มิโนลากูนแยกจากกันทางพันธุกรรมเมื่อประมาณ 100,000 ปีที่แล้ว สิ่งนี้สนับสนุนสมมติฐานของเราว่าป่าชายเลนของแม่น้ำซานเปโดรเป็นซากที่หลงเหลือจากธารน้ำแข็งสุดท้ายเมื่อประมาณ 120,000 ปีก่อน
