Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Sau khi một báo cáo ban đầu cho biết về sự sụp đổ của mạng lưới thức ăn ở Puerto Rico, một nhóm các nhà nghiên cứu thực hiện nghiên cứu lâu dài trên hòn đảo đã xem xét kỹ hơn vấn đề.
Quy trình khoa học là một hành trình lặp đi lặp lại và hợp tác. Khi nghiên cứu được công bố, những người khác có thể dựa vào kết quả và các giả thuyết có thể được chứng thực, bác bỏ hoặc được tinh chỉnh và kiểm tra thêm. Mặc dù nó có vẻ giống như phỏng đoán thứ hai hoặc có thể trở nên gây tranh cãi trong một số trường hợp, khía cạnh thường bị bỏ qua này của phương pháp khoa học khiến khoa học trở nên tốt hơn bằng cách tiếp tục thách thức các khẳng định khoa học, từ đó mở rộng và đào sâu hiểu biết của chúng ta.
Một ví dụ về quá trình này đã được công bố ngày hôm nay trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia (Proceedings of the National Academy of Sciences), với sự hợp tác giữa các nhà nghiên cứu từ Đại học Bang Louisiana, Đại học Puerto Rico và UConn. Bài báo mới này là phần tiếp theo cho một phản ứng trước đó được xuất bản trên cùng một tạp chí vào năm 2018 nói về mạng lưới lương thực đang sụp đổ và sự suy giảm côn trùng đang diễn ra ở Puerto Rico, đặc biệt là do sự nóng lên toàn cầu.
Hội đồng Quản trị UConn Giáo sư xuất sắc về Sinh thái học và Sinh học Tiến hóa và Giám đốc Điều hành của Viện Môi trường, Mike Willig, và các cộng tác viên, đã làm việc tại Puerto Rico trong các dự án nghiên cứu sinh thái dài hạn trong nhiều thập kỷ, vì vậy khi bài báo ra mắt, họ đã chú ý. Nhóm nghiên cứu bao gồm tác giả chính Timothy Schowalter và Manoj Pandey của LSU, Steven Presley cũng của UConn và Jess Zimmerman của Đại học Puerto Rico.
“Khi chúng tôi nhìn thấy bài báo ban đầu và những tuyên bố về sự sụp đổ của mạng lưới thực phẩm, chúng tôi đã nói, ‘Đó là tin tức đối với chúng tôi!’ nhưng có lẽ chúng tôi đã không tìm kiếm đúng nơi hoặc không xem xét tất cả các khả năng. Vì vậy, chúng tôi đã cố gắng, theo yêu cầu của khoa học, xem kết quả có thể lặp lại hay lặp lại được không. “
Willig giải thích rằng khi các quần thể côn trùng dường như đang suy giảm ở các khu vực khác trên thế giới, bài báo ban đầu về sự suy giảm côn trùng ở Puerto Rico là một trong những bài báo đầu tiên cho rằng sự suy giảm do hiện tượng ấm lên toàn cầu ở vùng nhiệt đới. Willig và các cộng sự của anh quyết định xem xét lại lần thứ hai để xem liệu họ có thể chứng thực những tuyên bố hay không.
“Chúng tôi không thể đi đến cùng một kết luận vì nhiều lý do. Thế giới phức tạp và có rất nhiều vấn đề với nghiên cứu ban đầu”, Willig cho biết dữ liệu mà các tác giả của bài báo ban đầu đã lựa chọn và các phương pháp phân tích. mà họ đã sử dụng là gốc rễ của vấn đề. Về mặt quan trọng, bài báo ban đầu đã không xem xét sự phức tạp của hệ thống, đặc biệt là Puerto Rico phải chịu đựng các trận cuồng phong và bão nhiệt đới thường xuyên.
Các sắc thái và dữ liệu dài hạn đã thay đổi bức tranh khi nhìn vào giả thuyết của bài báo ban đầu.
Nhiều nghiên cứu giống như nghiên cứu đầu tiên, trong đó một phần của các phân tích liên quan đến hai tập dữ liệu, trong trường hợp này cách nhau 30 năm. Ngược lại, dữ liệu của nhóm nghiên cứu xem xét 29 năm nghiên cứu hàng năm. Dữ liệu có thể phù hợp với một giả thuyết nhưng điều đó không phù hợp. Ngoài ra, các dự án nghiên cứu sinh thái thường là những bức ảnh chụp nhanh trong thời gian tương ứng với thời gian tài trợ, 3-5 năm. Đó là lý do tại sao nhóm của Willig may mắn có được dữ liệu dài hạn để gỡ rối những tác động của sự nóng lên từ các tác động của bão và sự diễn thế sinh thái tiếp theo.
Nhận thấy những sai sót trong nghiên cứu đầu tiên, nhóm nghiên cứu đã sử dụng quá trình khám phá dài hạn này làm bàn đạp để xem xét sâu hơn dữ liệu của họ nhằm phát hiện ra xu hướng về sự phong phú của côn trùng.
Puerto Rico là một môi trường trung gian nhiễu động, nơi thường xuyên có bão. Các hệ sinh thái trong môi trường trung gian nhiễu động này có khuynh hướng tiến hóa để chống lại những cơn bão này.
Sau khi một cơn bão thổi qua và làm đổ cây cối, tán cây không còn nữa, nhiệt độ trên mặt đất tăng lên, lá và các mảnh vụn khác trở thành thức ăn cho những kẻ cơ hội. Mặc dù là một thảm họa cho một số loài, những điều kiện sau xáo trộn này dẫn đến hoàn cảnh hoàn hảo cho sự bùng nổ dân số ở các loài khác.
Dự đoán là do sự nóng lên toàn cầu sẽ làm tăng tần suất của những cơn bão năng lượng cao này ở Caribe. Bão sẽ xảy ra thường xuyên hơn do đó các loài cư trú sẽ phát triển trong một thế giới bị chi phối bởi các cơn bão thường xuyên hơn, nơi sinh sống sẽ đại diện cho môi trường khí hậu và các cộng đồng thực vật liên quan có thể di chuyển ra ngoài giới hạn chịu đựng của các loài động vật cấu thành.
“Chúng tôi không thấy loài nào tuyệt chủng trên địa điểm này,” nhưng Willig lưu ý rằng có lẽ bài báo ban đầu đã đúng vì những lý do sai lầm. Sự suy giảm côn trùng có thể không xảy ra trực tiếp do sự nóng lên toàn cầu nhưng tần suất và cường độ bão gia tăng do biến đổi khí hậu cuối cùng có thể đẩy các loài vượt quá giới hạn của chúng.
Willig nói thêm: “Một trong những điều thú vị thu được từ nghiên cứu của chúng tôi là giả thuyết từ bài báo về sự sụp đổ của mạng lưới thực phẩm ban đầu dẫn chúng tôi đến việc phân tích lại dữ liệu của mình theo cách mà chúng tôi có thể đã không làm được nhanh chóng. Nó khiến chúng tôi khó chịu, thúc đẩy mong muốn của chúng tôi xem xét dữ liệu từ nhiều khía cạnh để cố gắng gỡ bỏ tầm quan trọng tương đối của sự ấm lên, bão và sự liên tiếp sau đó đối với sự phong phú của các loài động vật, là một phần của quá trình tự điều chỉnh của khoa học. Nó cũng buộc bạn phải nhìn ra bên ngoài và để kiểm tra dữ liệu của bạn để xem bạn có thể sử dụng nó như thế nào để phân biệt giữa các giả thuyết thay thế. “
Khoảng thời gian mà dữ liệu được thu thập sẽ tăng thêm giá trị cho những dữ liệu đó. Các thử nghiệm dài hạn rất quan trọng để nắm bắt toàn bộ câu chuyện và sắc thái trong một hệ thống. Willig ví tình huống này với việc kiểm tra sức khỏe thường xuyên:
Việc thu thập dữ liệu thường xuyên rất quan trọng, chẳng hạn như đi khám sức khỏe định kỳ hàng năm với bác sĩ. Chúng ta có thể chưa mắc bệnh tiểu đường nhưng lượng đường của chúng ta có thể đã tăng dần trong 10 năm qua, điều này cho thấy có thể có vấn đề. Nếu không kiểm tra môi trường thường xuyên, các nhà khoa học sẽ không có cảnh báo sớm rằng các vấn đề môi trường đang đến gần. Điều này cũng giống như tính nhất quán, chúng ta không thể kiểm tra một cách công bằng các xu hướng nếu chúng ta không có dữ liệu so sánh tại cùng một vị trí dài hạn để đánh giá sức khỏe hệ sinh thái.
Willig nhấn mạnh rằng bài báo mới này không phủ nhận sự thay đổi khí hậu đang ảnh hưởng đến côn trùng trên toàn thế giới, nhưng ông nhấn mạnh sự cần thiết phải theo dõi lâu dài hơn về sự phong phú của các loài cũng như dữ liệu về khí hậu và môi trường sống liên quan ở khắp mọi nơi, để hiểu rõ hơn điều gì đang xảy ra trong điều này thời gian thay đổi nhanh chóng:
Những gì chúng ta đang nói là dữ liệu không đủ để cho thấy rằng sự nóng lên toàn cầu ở Puerto Rico có ảnh hưởng đến hệ thực vật và động vật trên đảo, và trên thực tế, các nhà khoa học cho thấy rằng các tác động biến đổi khí hậu khác liên quan đến việc gia tăng tần suất và cường độ bão có vai trò vai trò thống trị. Nếu không có dữ liệu dài hạn từ khắp nơi trên thế giới, các nhà khoa học không biết kết quả của họ tổng quát như thế nào so với những nơi khác. Cần phải có một mạng lưới các nơi thu thập dữ liệu tương tự theo những cách tương tự để xem liệu có phải là chung bất kể bối cảnh địa lý.
Tất cả các tác giả đều thuộc Chương trình Nghiên cứu Sinh thái Dài hạn của Quỹ Khoa học Quốc gia đặt tại Rừng Thực nghiệm Luquillo (LUQ-LTER) ở Puerto Rico.
Nguồn truyện:
Tài liệu do Đại học Connecticut cung cấp . Bản gốc do Elaina Hancock viết. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.
Tham khảo Tạp chí :