The accidental rainforest

The accidental rainforest

According to ecological theory, rainforests are supposed to develop slowly over millions of years. But now ecologists are being forced to reconsider their ideas

When PeterOsbeck. a Swedish priest, stopped off at the mid-Atlantic island of Ascension in 1752 on his way home from China, he wrote of ‘a heap of ruinous rocks’ with a bare, white mountain in the middle. All it boasted was a couple of dozen species of plant, most of them ferns and some of them unique to the island.

And so it might have remained. But in 1843 British plant collector Joseph Hooker made a brief call on his return from Antarctica. Surveying the bare earth, he concluded that the island had suffered some natural calamity that had denuded it of vegetation and triggered a decline in rainfall that was turning the place into a desert. The British Navy, which by then maintained a garrison on the island, was keen to improve the place and asked Hooker’s advice. He suggested an ambitious scheme for planting trees and shrubs that would revive rainfall and stimulate a wider ecological recovery. And, perhaps lacking anything else to do, the sailors set to with a will.

In 1845, a naval transport ship from Argentina delivered a batch of seedlings. In the following years, more than 200 species of plant arrived from South Africa, from England came 700 packets of seeds, including those of two species that especially liked the place: bamboo and prickly pear. With sailors planting several thousand trees a year, the bare white mountain was soon cloaked in green and renamed Green Mountain, and by the early twentieth century the mountain’s slopes were covered with a variety of trees and shrubs from all over the world.

Modern ecologists throw up their hands in horror at what they see as Hookers environmental anarchy. The exotic species wrecked the indigenous ecosystem, squeezing out the islands endemic plants. In fact. Hooker knew well enough what might happen. However, he saw greater benefit in improving rainfall and encouraging more prolific vegetation on the island.

But there is a much deeper issue here than the relative benefits of sparse endemic species versus luxuriant imported ones. And as botanist David Wilkinson of Liverpool John Moores University in the UK pointed out after a recent visit to the island, it goes to the heart of some of the most dearly held tenets of ecology. Conservationists’ understandable concern for the fate of Ascension’s handful of unique species has, he says, blinded them to something quite astonishing the fact that the introduced species have been a roaring success.

Today’s Green Mountain, says Wilkinson, is ‘a fully functioning man-made tropical cloud forest’ that has grown from scratch from a ragbag of species collected more or less at random from all over the planet. But how could it have happened? Conventional ecological theory says that complex ecosystems such as cloud forests can emerge only through evolutionary processes in which each organism develops in concert with others to fill particular niches. Plants eo-evolve with their pollinators and seed dispersers, while microbes in the soil evolve to deal with the leaf litter.

But that’s not what happened on Green Mountain. And the experience suggests that perhaps natural rainforests are constructed far more by chance than by evolution. Species, say some ecologists, don’t so much evolve to create ecosystems as make the best of what they have. ‘The Green Mountain system is a man-made system that has produced a tropical rainforest without any co-evolution between its constituent species,’ says Wilkinson.

Not everyone agrees. Alan Gray, an ecologist at the University of Edinburgh in the UK. argues that the surviving endemic species on Green Mountain, though small in number, may still form the framework of the new’ ecosystem. The new arrivals may just be an adornment, with little structural importance for the ecosystem.

But to Wilkinson this sounds like clutching at straws. And the idea of the instant formation of rainforests sounds increasingly plausible as research reveals that supposedly pristine tropical rainforests from the Amazon to south-east Asia may in places be little more titan the overgrown gardens of past rainforest civilisations.

The most surprising thing of all is that no ecologists have thought to conduct proper research into this human-made rainforest ecosystem. A survey of the island’s flora conducted six years ago by the University of Edinburgh was concerned only with endemic species. They characterised everything else as a threat. And the Ascension authorities are currently turning Green Mountain into a national park where introduced species, at least the invasive ones, are earmarked for culling rather than conservation.

Conservationists have understandable concerns, Wilkinson says. At least four endemic species have gone extinct on Ascension since the exotics started arriving. But in their urgency to protect endemics, ecologists are missing out on the study of a great enigma.

‘As you walk through the forest, you see lots of leaves that have had chunks taken out of them by various insects. There are caterpillars and beetles around.’ says Wilkinson. ‘But where did they come from? Are they endemic or alien? If alien, did they come with the plant on which they feed or discover it on arrival?’ Such questions go to the heart of how- rainforests happen.

The Green Mountain forest holds many secrets. And the irony is that the most artificial rainforest in the world could tell us more about rainforest ecology than any number of natural forests.

Rừng mưa nhiệt đới được hình thành ngẫu nhiên

Theo lý thuyết sinh thái, rừng mưa nhiệt đới được cho là phát triển chậm chạp trong hàng triệu năm. Nhưng hiện giờ các nhà sinh thái học đang buộc phải xem xét lại những nhận định của họ

Khi PeterOsbeck. một linh mục người Thụy Điển, dừng chân tại hòn đảo Ascension giữa Đại Tây Dương vào năm 1752 trên đường từ Trung Quốc về nhà, ông đã viết về ‘một đống đá đổ nát’ với một ngọn núi trắng, trơ trụi ở giữa. Tất cả những gì nó có là vài chục loài thực vật, hầu hết trong số đó là dương xỉ và một số loài độc nhất của hòn đảo.

Và có thể nó vẫn duy trì như vậy. Nhưng vào năm 1843, nhà sưu tập thực vật người Anh Joseph Hooker đã có một nhận xét ngắn gọn khi trởi về từ Nam Cực. Khi khảo sát vùng đất trống, ông kết luận rằng hòn đảo đã phải hứng chịu một số thảm họa tự nhiên khiến nó không còn thảm thực vật và gây ra sự suy giảm lượng mưa, biến nơi đây thành một sa mạc. Hải quân Anh, sau đó vẫn duy trì một lực lượng đồn trú trên đảo, rất muốn cải thiện nơi này và đã xin lời khuyên của Hooker. Ông đề xuất một kế hoạch đầy tham vọng để trồng các loại cây và bụi rậm có thể giúp phục hồi lượng mưa và kích thích sự phục hồi sinh thái rộng rãi hơn. Và, có lẽ do không còn điều gì khác để làm, các thủy thủ rất sẵn lòng để làm điều này.

Năm 1845, một tàu vận tải hải quân từ Argentina đã giao một lô cây giống. Trong những năm tiếp theo, hơn 200 loài thực vật đến từ Nam Phi, 700 gói hạt giống đến từ Anh, trong đó có hai loài đặc biệt thích hợp ở nơi này: tre và lê gai. Với việc các thủy thủ trồng vài nghìn cây mỗi năm, ngọn núi trọc đã sớm được khoác lên mình màu xanh của lá cây và được đổi tên thành Green Mountain, và vào đầu thế kỷ XX, sườn núi đã được bao phủ bởi nhiều loại cây và bụi rậm có nguồn gốc từ khắp nơi trên thế giới.

Các nhà sinh thái học hiện đại đã kinh hãi trước thứ mà họ coi là tình trạng hỗn loạn môi trường của Hookers. Các loài lạ đã phá hủy hệ sinh thái bản địa, loại bỏ các loài thực vật đặc hữu của quần đảo. Thật ra Hooker biết rõ điều gì có thể xảy ra. Tuy nhiên, ông đã nhận thấy lợi ích lớn hơn trong việc cải thiện lượng mưa và khuyến khích nhiều thảm thực vật sinh sôi trên đảo.

Nhưng có một vấn đề sâu sắc hơn ở đây là lợi ích tương đối của các loài bản địa thưa thớt so với các loài ngoại nhập đa dạng. Và như nhà thực vật học David Wilkinson của Đại học Liverpool John Moores ở Anh đã chỉ ra sau chuyến thăm gần đây đến hòn đảo, nó đã đạt đến yêu cầu của một số nguyên lý sinh thái được ủng hộ nhất. Ông nói, mối quan tâm dễ hiểu của các nhà bảo tồn đối với số phận của một số loài độc nhất trên đảo Ascension đã khiến họ bị mù quáng trước một điều khá ngạc nhiên là các loài ngoại nhập đã phát triển thành công vang dội.

Wilkinson nói, Green Mountain ngày nay là ‘một khu rừng mưa nhiệt đới nhân tạo đang hoạt động hoàn chỉnh’ đã phát triển ban đầu từ một túi vải gồm các loài được thu thập ngẫu nhiên từ khắp nơi trên hành tinh. Nhưng cách mà nó xảy ra như thế nào? Lý thuyết sinh thái thông thường nói rằng các hệ sinh thái phức tạp như rừng mưa chỉ có thể xuất hiện thông qua các quá trình tiến hóa, trong đó mỗi sinh vật phát triển cùng với những sinh vật khác để lấp đầy các vai trò cụ thể. Thực vật tiến hóa nhờ các chất thụ phấn và phân tán hạt của chúng, trong khi các vi sinh vật trong đất tiến hóa để xử lý lớp lá mục.

Nhưng đó không phải là những gì đã xảy ra trên Green Mountain. Và kinh nghiệm cho thấy rằng có lẽ rừng nhiệt đới tự nhiên được xây dựng một cách tình cờ hơn là do quá trình tiến hóa. Theo một số nhà sinh thái học, các loài không tiến hóa quá nhiều để tạo ra hệ sinh thái mà tận dụng tốt nhất những gì chúng có. Wilkinson nói: “Hệ thống Green Mountain là một hệ thống nhân tạo đã sinh ra một khu rừng mưa nhiệt đới mà không có bất kỳ sự đồng tiến hóa nào giữa các loài cấu thành của nó.

Không phải tất cả mọi người đều đồng ý. Alan Gray, một nhà sinh thái học tại Đại học Edinburgh ở Anh. lập luận rằng các loài đặc hữu còn sót lại trên Green Mountain, mặc dù số lượng ít, vẫn có thể hình thành nên cấu trúc của ‘hệ sinh thái mới. Những loài mới đến có thể chỉ là một vật trang trí, ít có tầm quan trọng về cấu trúc đối với hệ sinh thái.

Nhưng đối với Wilkinson, điều này nghe giống như nỗ lực tuyệt vọng vậy. Và ý tưởng về sự hình thành nhanh chóng của các khu rừng nhiệt đới nghe có vẻ ngày càng hợp lý khi nghiên cứu cho thấy những khu rừng mưa nhiệt đới được cho là nguyên sơ từ Amazon đến Đông Nam Á ở những nơi có thể to lớn hơn một chút so với những khu vườn rộng lớn của các nền văn minh rừng nhiệt đới trong quá khứ.

Điều đáng ngạc nhiên nhất là không có nhà sinh thái học nào nghĩ đến việc tiến hành nghiên cứu riêng biệt về hệ sinh thái rừng nhiệt đới do con người tạo ra này. Một cuộc khảo sát về hệ thực vật trên đảo do Đại học Edinburgh tiến hành cách đây 6 năm chỉ liên quan đến các loài đặc hữu. Họ mô tả mọi thứ khác như một mối đe dọa. Và các nhà chức trách Ascension hiện đang biến Green Mountain thành một công viên quốc gia, nơi các loài du nhập, hoặc ít nhất là những loài xâm lấn, bị tập trung tiêu diệt hơn là bảo tồn.

Các lo ngại của các nhà bảo tồn thì dễ hiểu, Wilkinson nói. Ít nhất bốn loài đặc hữu đã tuyệt chủng trên Ascension kể từ khi các loài ngoại lai bắt đầu đến. Nhưng trong sự cấp bách của họ để bảo vệ các loài đặc hữu, các nhà sinh thái học đang bỏ lỡ nghiên cứu về một bí ẩn lớn.

‘Khi bạn đi bộ qua khu rừng, bạn thấy rất nhiều chiếc lá bị cắt nhỏ bởi nhiều loại côn trùng. Có sâu bướm và bọ cánh cứng xung quanh. ‘ Wilkinson nói. Nhưng chúng từ đâu đến? Chúng là loài đặc hữu hay ngoại lai? Nếu là người ngoài hành tinh, họ đã đến và mang theo cây trồng để chăm sóc hay phát hiện ra nó khi đến? ‘ Những câu hỏi như vậy đi vào trọng tâm của việc rừng nhiệt đới hình thành như thế nào.

Rừng ở Green Mountain còn nắm giữ nhiều bí mật. Và điều trớ trêu là khu rừng nhiệt đới nhân tạo nhất trên thế giới này có thể cho chúng ta biết nhiều hơn về hệ sinh thái rừng nhiệt đới hơn bất kỳ rừng tự nhiên nào.