211service.com
Fallet med de försvinnande grodorna
David Green, som då var postdoktor, till en plats i den närliggande Sierra Nevada som Wake visste var riklig i Rana muscosa, en fläckig gul och brun groda Green studerade på grund av dess ovanligt brutna distributionsmönster. Men när Green nådde den angivna platsen kunde han inte hitta ett enda exemplar.
Förbryllad över Greens konto bestämde sig Wake för att följa med honom till webbplatsen, förutsatt att han helt enkelt hade missat det första gången. Men när de kom fram blev Wake också förvånad över att alla vuxna hade försvunnit och bara ett par grodyngel fanns kvar.
Den här historien var en del av vårt majnummer 1997
- Se resten av frågan
- Prenumerera
Wake och hans andra elever började snart märka liknande försvinnanden på andra populära grodlokaler i centrala och norra Kalifornien. Wake undrade om han hade snubblat över ett större pussel: Förekom denna nedgång i amfibiepopulationer bara i Kalifornien, eller var det en del av något större mönster?
Av en slump var den första världskongressen för herpetologi planerad att äga rum senare samma år i Canterbury, England. Så Wake tog tillfället i akt att diskutera sina störande observationer med andra herpetologer. Vad han upptäckte, till sin bestörtning, var att många av deltagarna hade sett samma fenomen i spridda områden runt om i världen.
Wake tog med sig deras rapporter och sina egna till nästa möte med National Academy of Sciences Board of Biology, som han tillhörde, och övertygade dess medlemmar att samla en grupp ledande internationella amfibieexperter för att utvärdera bevisen. Gruppen, som samlades i februari 1990 i Irvine, Kalifornien, drog snabbt slutsatsen att även om det mesta av bevisen för amfibieminskningen var anekdotisk, visade det stora antalet vitt spridda informella rapporter att situationen kunde vara en miljönödsituation, och att en internationell arbetsgruppen bör genomföra en fullständig vetenskaplig undersökning.
I slutet av året, efter att ha kontaktat flera potentiella sponsorer, skapade Wake the Declining Amphibian Populations Task Force (DAPTF) under beskydd av Species Survival Commission of the World Conservation Union, en internationell organisation som består av mer än 500 miljögrupper inklusive USA Fish and Wildlife Service och US National Park Service. Baserad vid Open University i Milton Keynes, England, rekryterade arbetsgruppen mer än 1 200 forskare för att avgöra om minskande amfibiepopulationer helt enkelt kommer att återhämta sig som en del av en normal cykel eller om de verkligen håller på att försvinna från jordens yta.
Varför vi bryr oss om offren
En anledning till att så många amfibiebiologer var ivriga att gå med i arbetsgruppen var helt enkelt för att de var oroliga att de skulle förlora sina studieobjekt. Men de var ännu mer oroliga av andra skäl som alla kan uppskatta. Det första är det etiska övervägandet att groddjur har rätt att existera. Om människor är ansvariga för groddjurs försvinnanden, då har människor en moralisk skyldighet att förhindra dem. De flesta religiösa traditioner tillskriver värde till alla levande organismer. Även judeo-kristendomen, som förespråkar att människor är en speciell skapelse av Gud och ges herravälde över resten av de levande organismerna på jorden, lär att detta förhållande bör vara ett förvaltarskap, inte en slakt.
För det andra är amfibier fascinerande organismer som interagerar på komplexa sätt med varandra och deras miljöer. Tänk på livshistorien för den centralamerikanska jordgubbsgiftgrodan Dendrobates pumilio. I början av sin fortplantningscykel efterlyser hanar honor från sittpinnar på den tropiska skogsbotten. Efter parning lägger honan sina ägg i skogens lövströ. Fadern besöker sedan äggen igen och håller dem fuktiga med vatten i urinblåsan. När äggen kläcks till grodyngel, bär mamman dem på ryggen och lägger vart och ett i en liten vattenpöl, ofta dagg som samlas vid basen av bromeliablad. Eftersom det sällan finns tillräckligt med mat för ens en enda grodyngel i dessa pölar, besöker mamman var och en med några dagars mellanrum och lägger ett obefruktat ägg som hennes avkomma kan äta. När grodorna mognar syntetiserar de giftiga gifter i deras färgglada hud från föreningar som finns i de inhemska leddjuren som de äter. Om sådana grodarter försvinner förlorar vi värdefull information om livet på jorden.
För det tredje kan amfibier ge direkt nytta för människor. Ett exempel är den magsäckande grodan, Rheobatrachus silus, från Queensland, Australien. Efter att honans ägg har befruktats sväljer hon dem och använder sin mage som en yngelpåse, vilket på något sätt stänger av sina matsmältningsenzymer under inkubationsperioden. Kunskap om en sådan enzymhämmande mekanism kan ha visat sig vara till hjälp
till personer som lider av magsår. Tyvärr, medan dessa och andra biologiska aspekter av R. silus undersöktes, försvann arten från sin naturliga miljö, och alla prover i laboratoriet dog. För en ungefärlig uppfattning om vad vi skulle sakna om många sådana arter försvann, överväg några fördelar som redan har insetts, inklusive ett smärtstillande medel som nyligen härrör från giftiga grodgifter och en icke-irriterande vaginal kräm gjord av grodhud som förhindrar graviditet och skyddar mot sexuellt överförbara sjukdomar ( se All Natural AIDS Protection? TR augusti/september 1996 ).
Det fjärde och främsta skälet till att arbetsgruppen inrättades är att groddjur är viktiga indikatorer på allmän miljöhälsa. Eftersom de flesta amfibier har en bifasisk livscykel - de tillbringar sina tidiga stadier i vatten och sitt vuxna liv på land - och har extremt tunn, permeabel hud, kan alla förändringar i antingen vatten- eller landmiljöer påverka dessa varelser avsevärt. Således kan amfibier ge tidiga varningar om försämrade miljöer som verkar oförändrade för människans uppfattning.
Insamling av bevis
En samlad insats av de värvade forskarna har gett oss mycket större dokumentation av groddjursnedgången än vi hade 1990 när arbetsgruppen bildades. En misstanke som forskare bekräftat är att de flesta amfibieminskningar och försvinnanden är direkt relaterade till habitatförändringar. Dessutom, när habitatförändringen är dramatisk, så är effekterna det också. Till exempel i Storbritannien, där många - i vissa områden 80 procent - av häckningsdammar har fyllts i under de senaste 50 åren, har alla sex inhemska groddjursarter drabbats av dramatiska befolkningsminskningar. På andra håll, längs ett väl studerat område på vulkanen Tajumulco, det högsta berget i Guatemala, kunde endast 1 av 8 arter av salamandrar överleva efter att boskapsuppfödare omvandlade den övre molnskogszonen till betesmarker. Herpetologer upptäckte också att till synes blygsamma förändringar i livsmiljöer också kan ha djupgående effekter. Till exempel, för den tillfällige observatören, verkar det som om arroyopaddan (Bufo microscaphus californicus), vars livsmiljö nu helt och hållet finns i obebodda parker i Kalifornien, är väl skyddad. Men de stora bäckarna som matade de bästa häckningsplatserna har dämts upp, och det som finns kvar av bäckbäddsslätterna är nu överkörda av terrängsportfordon. Eftersom larverna inte kan leva under de siltiga förhållanden som följer av dessa modifieringar, har paddpopulationerna minskat oroväckande.
Det kanske mest oroande fyndet är dock att groddjursminskningar sker på olika platser i relativt ostörda livsmiljöer. Tänk på följande fall:
I Australien har herpetologer vetat sedan slutet av 1970-talet att populationerna av R. silus, den magsäckande grodan, minskade på orörda platser. Efter att ha lärt sig vid den första världskongressen för herpetologi att nedgången kan vara symptomatisk för ett världsomspännande problem, lanserade australierna en kampanj för att inventera alla kända groddjurslokaler i sina regnskogar och för att initiera långsiktiga övervakningsprogram i några nyckelområden. Forskarna hade sedan dess räknat 14 grodarter från avlägsna livsmiljöer vars en gång så rikliga populationer antingen hade försvunnit helt eller hade reducerats till bara ett fåtal grodor.
I Kalifornien utarbetade biologerna Charles Drost och Gary Fellers, som båda nu arbetar med U.S.Geological Survey, ett smart tillvägagångssätt för att utvärdera statusen för amfibiepopulationer i Yosemite National Park. Med hjälp av omfattande fältanteckningar från biologerna Joseph Grinnell och Tracy Storer - som spelade in detaljerade beskrivningar av områdets groddjurs häckningsplatser mellan 1915 och 1919 - kunde Drost och Fellers omvärdera amfibiepopulationerna på samma platser. Det faktum att forskarna kunde flytta varje plats bevisade att ingen uppenbar förändring hade skett i livsmiljön under de mellanliggande 75 åren. Tyvärr fann de också att de flesta av groddjuren var borta: medan Grinnell och Storer räknade 7 olika amfibiearter på 70 platser, kunde Drost och Fellers nu bara hitta 4 på 26 platser.
Alvskogarna på åsens krön vid Monteverde, Costa Rica, har bevittnat det kanske mest ökända försvinnandet av en groddjursbestånd från en ostörd livsmiljö - den för Bufo periglenes, den gyllene paddan. Bland världens mest färgstarka groddjur skiljer sig de briljanta gyllene hanarna dramatiskt från de lika flamboyanta svarta, röda och gula honorna. Till stor del på grund av sin spektakulära skönhet, gyllene paddor, kända för vetenskapen först sedan 1960-talet (även om kväkarna som koloniserade Monteverde-området var medvetna om deras existens innan dess) - fungerade som fokus för samordnade ansträngningar för att bevara den lokala livsmiljön. Faktum är att en gyllene padda är avbildad på samma skylt med en panda för att markera ingången till ett 328 hektar stort naturreservat som grundades 1972 av Tropical Science Center i Costa Rica och World Wildlife Fund for Nature. Senare ansträngningar från andra naturvårdsgrupper tredubblade områdets storlek till 10 500 hektar och till slut mer än fördubblades det igen genom att ansluta det till den 16 000 hektar stora Children's International Rainforest.
Trots dessa bevarandeinsatser kraschade gyllene paddpopulationen 1988. Under april och maj 1987 samlades mer än 1 500 paddor för att para sig i tillfälliga pooler vid Brillante, den främsta kända häckningsplatsen, rapporterar biologerna Martha Crump och Alan Pounds, i Mars 1994 nummer av Conservation Biology. Men 1988 och igen 1989 dök bara en enda padda upp vid Brillante, och några andra samlades 4 till 5 kilometer [mot sydost]. Under 1990 till 1992 konstaterar forskarna, trots våra intensiva undersökningar, hittades inga gyllene paddor. Ingen har heller setts sedan dess.
I Puerto Rico har forskare upptäckt att två arter, inklusive Eleutherodactylus jasperi - en av världens få levande grodarter (som, liksom däggdjur, producerar levande ungar istället för ägg) - tydligen har dött ut även om deras livsmiljö fortfarande verkar lämplig.
I Ecuador och Venezuela har åtta arter rapporterats frånvarande från molnskogarna i Anderna. Ett släkte i synnerhet, Atelopus, var en gång otroligt rikligt (forskare kunde samla in hundratals på en timme). Men 1990 tillbringade Enrique LaMarca, en biolog vid University of the Andes i Venezuela, mer än 300 timmar under 34 separata studiebesök på att leta efter de rapporterade grodor som endast hittade ett exemplar av A. mucabajiensis och två A. soriani. En annan art i släktet, A. oxyxrhynchus, som LaMarca rapporterade observera gå i dussintals på skogsbotten, har inte setts sedan 1978.
I Atlantskogarna i sydöstra Brasilien, närmare bestämt på en väl studerad plats i Boraceia, So Paulo, försvann sju vanliga groddjursarter 1979. Platsen har sedan dess återbesökts flera gånger av flera herpetologer inklusive Jaime Bertolucci, doktorand vid universitetet av So Paulo, som genomförde en intensiv årslång studie av grodyngelns ekologi. Men ingen av de arter som försvann 1979 har någonsin hittats.
Liknande väldokumenterade studier har funnit att amfibier försvinner eller minskar från relativt ostörda livsmiljöer på andra håll i dessa och andra regioner, inklusive U.S. Rocky Mountains och Cascade Mountain Range i Washington, Oregon och Kalifornien.
Möjliga misstänkta
Även om mer arbete måste göras för att täppa till klyftorna i vår kunskap om amfibieminskningar, tillåter dessa studier oss att dra en viktig slutsats: amfibiepopulationer, på avlägsna platser, försvinner verkligen även i till synes jungfruliga miljöer. Utmaningen är därför inte längre bara att bevara livsmiljön, även om det fortfarande är en viktig uppgift. Vi måste också upptäcka och ta itu med de mindre uppenbara orsakerna till dessa varelsers bortgång samt bestämma vilket öde de kan förebåda för andra arter, inklusive oss själva.
Framstående bland de misstänkta som anses vara ansvariga för minskande amfibiepopulationer, åtminstone på specifika platser, inkluderar jordbrukskemikalier och bekämpningsmedel. I många delar av världen har vissa amfibiearter trivts i jordbruksområden och utnyttjat konstgjorda vattendrag som används för bevattning och vattning av boskap. Men de kemikalier som finns på uppfödningsplatser för jordbruksmark stör normal groddjursutveckling. Michael Tyler, biolog vid University of Adelaide i Australien och styrelseledamot i Declining Amphibian Populations Task Force, förklarar att problemet med vissa herbicider inte är den aktiva ingrediensen i sig, till exempel glyfosat, utan snarare en tvättmedelstillsats som fungerar som ett dispergeringsmedel eller vätmedel. Tvättmedlet bryter ner ytspänningen vid bladytan så att spraydroppar täcker bladet helt. Emellertid stör medlet också andningen hos grodor genom huden och ännu mer med andningen av grodyngel genom gälar. Michael Lannoo, biolog vid Ball State University, påpekar också att vissa bekämpningsmedel som metopren (används för myggkontroll) bryts ner till en förening som liknar retonsyra, som i laboratoriet har visat sig ge allvarliga deformiteter i amfibielemmar som skulle göra individer oförmögna att fly rovdjur.
Andra föroreningar som undersöks får skulden för mer regionala groddjursminskningar. Bland de ledande bovarna för dessa förluster kan vara surt regn. Faktum är att forskare har funnit att nästan alla amfibieägg eller larver som testats hittills inte kan överleva i vatten med ett pH på mindre än 4,5. Ändå kan sura regn, vanligtvis i intervallet 3,5, sänka pH-värdet i dammar och vattendrag från ett normalt genomsnitt på cirka 7,0 till dödliga nivåer. I själva verket har surt regn identifierats som en orsak till amfibieminskningar i sjöar och dammar i Kanada, Skandinavien och Östeuropa.
Den främsta bland de kandidater som sannolikt kommer att vara ansvariga för minskningen av groddjur på en ännu bredare, kanske global basis, är ozonnedbrytningen. Nyligen genomförda studier i Oregon har visat att stigande nivåer av ultraviolett-B (UV-B)-strålning till följd av utarmningen av jordens ozonskikt har underminerat kläckningsframgången för ägg hos vissa inhemska amfibiearter. Forskarna föreslår att andra amfibier med största sannolikhet kommer att påverkas av ökad UV-B-strålning - som vid förhöjda nivåer bryter ner DNA-molekylen - är de som lever på kallare, högre höjder och extrema breddgrader, där ozonskiktet är tunnast men där groddjur måste sola sig i solljuset för att reglera kroppstemperaturen.
Östrogener i miljön kan också vara ansvariga för globala nedgångar. Forskare tror att dessa föroreningar, som är ett resultat av den kemiska nedbrytningen av bekämpningsmedel som DDT, sannolikt kommer att allvarligt påverka amfibiernas reproduktionsbiologi, vilket de har visat sig göra i andra vattenlevande organismer, som fiskar och alligatorer. Faktum är att i laboratoriestudier fann Tyrone Hayes, endokrinolog vid University of California, Berkeley, att sådana miljööstrogener maskuliniserade japanska lövgrodor, Buergeria buergeri, och feminiserade tallskogshönar, Hyla femoralis, vilket gjorde att båda populationerna blev steril. Dessa östrogener, vars molekyler inte lätt bryts ner i miljön, lagras i silt på botten av dammar och sjöar, där de intas av bottenmatande amfibielarver. Vissa av dessa medel är effektiva i mycket små koncentrationer och är lätt vindburna, vilket gör dem till ett globalt hot oavsett deras ursprung.
Inkonklusiva bevis
Vi måste genomföra mer forskning för att avgöra vilka, om någon, av dessa faktorer som är ansvariga för minskande amfibiepopulationer i relativt orörda livsmiljöer. Ett tillvägagångssätt skulle vara att jämföra opåverkade platser där groddjurspopulationerna är friska med liknande livsmiljöer där populationerna är i allvarlig tillbakagång. En sådan gruppering finns i Anderna i Ecuador, Colombia och Venezuela. Medan amfibierna fortsätter att frodas i höghöjdsmiljöer i Colombia, har de försvunnit från praktiskt taget identiska livsmiljöer i Ecuador och Venezuela. Kan något så enkelt som att introducera rovdjur som öring i Ecuadors och Venezuelas vatten, men inte Colombia, vara ansvarigt? Eller kan atmosfärisk transport av jordbrukskemikalier som används i låglänta regioner i Ecuador och Venezuela orsaka problem? En elegant uppsättning jämförande studier och experiment skulle kunna utformas för att ta itu med sådana frågor vid dessa och andra lovande grupper av ostörda platser i lågland och molnskogsmiljöer i Afrika, Sydamerika, Sydostasien och Madagaskar.
Ett annat tillvägagångssätt skulle inkludera studier som syftar till att förkasta regionala eller globala faktorer som orsaker till groddjursminskningar. Mest forskning har försökt verifiera sambandet mellan minskade grodpopulationer och faktorer som höga UV-B-koncentrationer. Men vissa studier tyder på att UV-B, som en enda faktor, inte är ansvarig för alla groddjursnedgångar, eftersom flera arter, som Costa Ricas gyllene padda, aldrig utsätts för solens ultravioletta strålar. Faktum är att gyllene paddor levde under jorden hela året, förutom några dagar i slutet av torrperioden när de dök upp för att häcka. Men redan då var de skyddade under baldakinen av Monteverdes alfskog, som (även om den är kort enligt tropiska låglandsstandarder) effektivt filtrerar bort den ultravioletta strålningen. Dessutom, eftersom honorna valde att lägga sina ägg i välskuggade pooler, exponerades de nu utdöda gyllene paddorna aldrig för UV-B ens som ägg eller larver.
En sådan analys betyder inte att stigande UV-B-nivåer inte dödar groddjur någon annanstans. Studier av amfibier som utsätts för sådan strålning pågår faktiskt i bergen i Chile och Argentina. Det tyder dock på att ingen enskild faktor kan vara ansvarig för alla nedgångar. Kanske viktigare, analysen lyfter också möjligheten att mer än en faktor kan vara på spel på varje plats. Till exempel, om en amfibiepopulation utsätts för subletala påfrestningar från habitatfragmentering och surt regn, kan det då vara mer sannolikt att ge efter för ytterligare stress från någon regional eller global faktor som klimatförändringar eller östrogenhärmar?
Viss forskning visar att sådana scenarier är möjliga. En studie av den västra paddan Bufo boreas, gemensam för Elk och West Elk Mountains i Colorado, fungerar som ett exempel. Cynthia Carey, en biolog vid University of Colorado, som började studera dessa paddor 1974, upptäckte att de hade fått röda bensjukdomar, en normalt icke-dödlig sjukdom orsakad av Aeromonas hydrophila, en naturligt förekommande bakterie. Under de följande åtta åren upptäckte Carey att paddorna, som en gång var vanliga i bergen, nästan helt hade försvunnit. Hennes slutsats var att någon miljöfaktor, eller de synergistiska effekterna av flera faktorer, kan ha fått paddorna att utsöndra förhöjda nivåer av hormoner som äventyrade deras immunförsvar och ledde till deras infektion och slutligen död.
Studier som dessa visar att de bakomliggande orsakerna till groddjursminskningar kan vara mycket mer komplexa än någon ursprungligen föreställt sig. Därför måste studier som undersöker möjliga synergistiska effekter och hjälper oss att peka ut det relativa bidraget från var och en vara bland våra forskningsprioriteringar.
Interimistiska rekommendationer
Även om mycket forskning ligger framför oss, kan vi ta några praktiska åtgärder omedelbart för att stoppa nedgången av groddjurspopulationer. Det kanske mest uppenbara är att bevara kvarvarande groddjursmiljöer. Ett nytt tillvägagångssätt skulle vara att ta hänsyn till amfibiernas hälsa i miljökonsekvensbedömningar. Faktum är att denna praxis nyligen visade sig vara mycket framgångsrik på en motorvägsanläggning i British Columbia. Vanligtvis, närhelst motorvägar byggs i den skogklädda kanadensiska provinsen, skapar arbetare vägkanter och skurar bort all vegetation. Men i det här fallet, tack vare en herpetolog som ingår i miljökonsekvensstudiegruppen, lade vägbyggarna till delar av nedfallna träd i dikena, vilket gjorde det möjligt för inhemska groddjur att använda dem som häckningsplatser.
Ett annat enkelt men värdefullt steg skulle vara att betrakta groddjur i miljöbedömningsprogram som bioindikatorer för ekosystemens övergripande hälsa. Eftersom äggen från många amfibier saknar skyddande täckning och läggs vid eller nära ytan av en vattenförekomst, är de mycket känsliga för både luft- och vattenburna föroreningar. Eftersom klimatfaktorerna vanligtvis bestämmer början, varaktigheten och intensiteten av parningsaktivitet för amfibie, kan noggrann övervakning av häckande populationer ge en extremt känslig analys av klimatförändringar.
Slutligen måste de senaste rönen angående orsaker till groddjursminskningar kommuniceras både till internationella beslutsfattare, som har möjlighet att sätta forskningsprioriteringar och finansiera ytterligare studier, och till allmänheten i stort, vilket kan påverka deras beslut. Amerikaner är nu mycket mer medvetna om frågor som rör groddjur än för ett decennium sedan, till stor del tack vare ett antal utmärkta tv-dokumentärer som har fokuserat på minskande groddjurspopulationer. Men vetenskapsmän och media måste fortsätta att sprida ordet för att övertyga människor runt om i världen att dessa dyrbara varelser är värda sin oro.