La primera base de dades mundial de vegetació de la Terra

Per què unes espècies de plantes creixen en uns llocs i no uns altres? Per què unes espècies creixen al costat d'unes espècies i no al costat d'altres? 

• Una investigació internacional presenta la primera base de dades mundial de vegetació, amb més de 1,1 milions de llistes completes d'espècies de plantes.
• La base "sPlot" reuneix totes les espècies vegetals conegudes de tots els ecosistemes terrestres, des de l'Àrtic fins als tròpics.
• Hi participen científics del CSIC, del CREAF, de les universitats de Barcelona, del País Basc, d’Oviedo i Rey Juan Carlos, i està liderat per la Universitat Martin Luther Halle-Wittenberg d'Alemanya i el Centre Alemany per a la Investigació de Biodiversitat Integrativa.
• Ha permès descobrir que alguns factors ambientals, com la pluja o la temperatura, no són tan essencials com es pensava per determinar trets funcionals de les plantes.

La diversitat de la vegetació global es pot descriure basant-se en tan sols uns pocs trets de cada espècie. És el que revela un equip d'investigació liderat per la Universitat Martin Luther Halle-Wittenberg (MLU) i el Centre Alemany per a la Investigació de Biodiversitat Integrativa (iDiv) Halle-Jena-Leipzig. En l'estudi, que publiquen a la revista Nature Ecology & Evolution i que és el primer d'una sèrie de pròxims treballs del consorci "sPlot", presenten la primera base de dades mundial de vegetació, que conté més de 1,1 milions de llistes completes d'espècies de plantes mostrejades de tots els ecosistemes de la Terra. La base de dades podria ajudar a predir millor les conseqüències del canvi climàtic global.

El treball ha comptat amb la participació d'un centenar d'investigadors de 97 universitats i centres de recerca. Entre ells, Josep Peñuelas, científic del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) i del CREAF, i Aaron Pérez Haase, investigador de la Universitat de Barcelona vinculat al Centre d'Estudis Avançats de Blanes (CEAB) del CSIC. "Totes les plantes s'enfronten als mateixos reptes, ja siguin petites herbes, arbustos o arbres", explica el professor Helge Bruelheide, de la Universitat Martin Luther Halle-Wittenberg i codirector del iDiv, que ha liderat l'estudi. "Per exemple, han de trobar una forma eficient de realitzar la fotosíntesi per obtenir l'energia que necessiten. Alhora, competeixen amb les plantes veïnes pels recursos limitats a terra, com l'aigua i els nutrients".

390.000 espècies de plantes conegudes

Actualment, al voltant de 390.000 espècies de plantes són conegudes per la ciència. Al llarg del temps, cada espècie ha desenvolupat trets molt diferents per adaptar-se als factors del seu entorn. Aquests trets inclouen la mida de la planta, el gruix i els components químics de les seves fulles. Aquestes propietats també es coneixen com a trets funcionals de la planta.

"Aquests trets influeixen directament en la funció de la planta en l'ecosistema, com la quantitat de biomassa que produeix o la quantitat de diòxid de carboni que absorbeix l'aire", diu Bruelheide. Fins ara, els científics havien investigat les diferents combinacions d'aquests trets funcionals des de la perspectiva d'espècies individuals. "Però, en realitat, les espècies de plantes rares vegades es presenten soles; les plantes viuen en comunitats", diu Bruelheide. Així que es necessiten bases de dades de vegetació que continguin informació sobre totes les plantes que creixen en un lloc específic.

La base de dades de referència de vegetació alemanya és un exemple. Està administrada des de la Universitat Martin Luther Halle-Wittenberg i conté informació sobre aproximadament 200.000 parcel·les de vegetació, d'estudis publicats i no publicats. Hi ha altres bases de dades similars, o estan sent compilades, en altres països. Fins ara no hi ha hagut una base de dades unificada per compilar i harmonitzar aquest conjunt de diferents bases de dades. Per això es va llançar la iniciativa "sPlot" per a la Recerca de Biodiversitat Integrativa (iDiv), per tal de desenvolupar i configurar la primera base de dades de vegetació global, unificant i fusionant els conjunts de dades existents. "SPlot" conté actualment més de 1,1 milions de llistes de vegetació de tots els continents, recopilades en les últimes dècades per centenars d'investigadors de tot el món. "Cada punt de la nostra base de dades és un lloc real amb coordenades precises i informació sobre totes les espècies de plantes que coexisteixen allà", explica Bruelheide.

El grup de recerca va combinar aquest conjunt de dades massius amb la base de dades més gran del món per trets de plantes anomenada "TRY", que també és una plataforma de base de dades iDiv. "Ens ha permès respondre a preguntes que ningú ha pogut abordar abans", continua Bruelheide.

Factors externs que influeixen en els trets funcionals de les plantes

La investigació ha demostrat, per exemple, fins a quin punt els factors globals influeixen en els trets funcionals de les comunitats de plantes. Han descobert que, contràriament a l'opinió actual, la temperatura i la precipitació juguen un paper relativament limitat. "Sorprenentment, aquests dos factors no són tan importants. La nostra anàlisi demostra, per exemple, que les comunitats de plantes no es caracteritzen per tenir fulles més primes a mesura que augmenta la temperatura, des de l'Àrtic fins a la selva tropical ", diu Bruelheide.

En canvi, els investigadors "van trobar un vincle estret entre les variables climàtiques i el subministrament de fòsfor a les fulles, reflectit en la proporció entre el contingut de nitrogen i fòsfor a la fulla, que és un indicador de l'estat nutricional de les plantes", explica el professor Josep Peñuelas, un dels coautors de l'estudi i científic del CSIC i del CREAF. L'ús local de la terra i la interacció de diferents plantes en un lloc específic tenen un impacte molt més gran en els trets funcionals de les comunitats vegetals. Segons el professor Peñuelas, aquestes troballes mostren que els càlculs futurs de la producció de plantes a Espanya no poden determinar-se únicament sobre la base de models simplistes de temperatura-precipitació.

Donat que està disponible per als científics que ho demanin, la base de dades "sPlot" és una oportunitat sense precedents per abordar nombroses qüestions de biodiversitat a escala global, incloent-hi els temes relacionats amb la distribució d'espècies de plantes no natives, i les similituds i diferències de les comunitats de plantes en les regions del món.

ARTICLE REFERENCIAT

Bruelheide H., Peñuelas J., et al. (2018). Global trait-environment relationships of plant communities. Nature Ecology & Evolution. DOI: 10.1038/s41559-018-0699-8