T61. Inter-dependency in Nature by Fredric M. Menger, Emory University, Atlanta, GA USA

Billions of years of evolution created a world with an extraordinarily complex system of inter-dependencies. A classic example was given by Charles Darwin who speculated that the welfare of a flower,  red clover, in English villages is affected by the number of cats. How can this be? The answer goes something like this: The cats keep down the mice known to destroy nests of “humble bees”. Humble bees are the exclusive pollinator of red clover. Thus, we have the following sequence (including one additional component, the old lady, suggested by a later writer): Old ladies tend to own cats; cats eat the mice; with fewer mice around, nests of humble-bees are attacked less frequently; the resulting population increase of humble-bees then pollinates the clover more effectively. Clearly, old ladies (unwittingly of course) favor the survival of clover. Darwin used this story (minus the old ladies) to demonstrate how the welfare of most species depends upon an intricate network of interactions (most of which are not yet understood).

The Brasil nut provides another remarkable example of inter-dependence in Nature. Brasil nut trees,  native to the South American tropics, belong to the genus Bertholletia. (The great French chemist Berthollet, a central figure in the emergence of modern chemistry, was honored by having this important plant named after him). Scattered Brasil nut trees, among the largest in the rainforest, are found on the banks of rivers such as the Amazon, Rio Negro, and Orinoco. They can live 500-1000 years, but they produce nuts almost exclusively under pristine (undisturbed) conditions. Attempts to raise Brasil nuts on plantations have not been very successful. The nut itself comes from a coconut-like 10-15 cm-diameter container with a 1 cm-thick hard shell. Anywhere from 8 to 24 of the familiar Brasil nuts can be packed into the container much like the segments of an orange.

Brasil nut production depends on the presence of an orchid that does not grow on the tree itself. Production also depends upon the presence of a group of large bees with long tongues with which they pollinate the flower of the nut tree. Here is how this works: The orchid attracts the male bees and imparts to them a scent appealing to the female bees. Without the orchid, no mating occurs, and fewer bees are around to pollinate the Brasil nut tree. The Brasil nut is also dependent on large rodents like the agouti. Agoutis are able to gnaw open the large fruit and then eat some of the nuts while burying the others. These latter germinate into young seedlings that might wait for years until a neighboring tree dies so as to admit the necessary sunlight for growth into a large tree.

Let me summarize succinctly: No orchid, no Brasil nut. No bee, no Brasil nut. No agouti, no Brasil nut. And finally, too intense harvesting by humans, no Brasil nut. But these relationships greatly over-simplify reality. Suppose the survival of the orchid depends on the combined presence of environmental factors X and Y. One can thus infer that the survival of the Brasil nut is also intimately associated with X and Y. Assume, for example, X is a specific species of ant beneficial to the orchid, and Y is a particular soil nutrient needed by the orchid. Although one might never guess it, in the absence of X and Y, the Brasil nut could disappear although there is no direct need of the Brasil nut for X and Y. The lesson here is that human beings must be very careful in altering the environment. The repercussions might be far more serious than is at first apparent.

A INTERDEPENDÊNCIA NA NATUREZA, por Fredric M. Menger, Emory University, Atlanta, GA, EUA

Traduzido por Natanael F. França Rocha, Florianópolis, Brasil 

Bilhões de anos de evolução criaram um mundo com um sistema extraordinariamente complexo de interdependências. Um exemplo clássico foi dado por Charles Darwin, que especulou que a sobrevivência de uma espécie de flor – o trevo vermelho –, em vilarejos ingleses, era afetada pelo número de gatos. Mas, como assim? A resposta é mais ou menos esta: os gatos reduzem o número de ratos, os quais são conhecidos por destruir os ninhos das mamangabas. Estas, também chamadas de abelhões, são as polinizadoras exclusivas do trevo vermelho. Sendo assim, temos a seguinte sequência (incluindo mais um componente – a velhinha –, sugerido mais tarde por um escritor): senhoras idosas tendem a criar gatos; os gatos comem os ratos; com menos ratos na região, os ninhos dos abelhões são atacados menos vezes; com uma população maior de abelhões, os trevos são polinizados de forma mais eficaz. Podemos dizer, portanto, que as velhinhas (inconscientemente, é claro) favorecem a sobrevivência do trevo vermelho. Darwin utilizou essa história (sem as velhinhas) para demonstrar como a sobrevivência da maioria das espécies depende de uma intrincada rede de interações (ainda não compreendidas, em sua maioria).

A castanha-do-pará é outro exemplo notável de interdependência na natureza. Típicas dos trópicos sul-americanos, as árvores chamadas de castanheiras-do-brasil, pertencem ao gênero das Bertholletia. (O grande químico francês Berthollet, figura central no surgimento da química moderna, foi homenageado tendo seu nome dado a essa importante planta). Essas castanheiras, que estão entre as maiores árvores da floresta, podem ser encontradas espalhadas ao longo das margens de rios como o Amazônas, Rio Negro e Orinoco. Elas podem viver de 500 a 1000 anos, porém, geralmente, só produzem castanhas quando são deixadas intocadas, ou seja, quando não são perturbadas. Tentativas de plantio da castanheira-do-pará não deram muito certo. O fruto da castanheira em si é uma grande cápsula similar a um coco, medindo entre 10 e 15 cm de diâmetro e uma casca dura de 1 cm de espessura. Dentro desse coco, cabem de 8 a 24 castanhas, organizadas quase que como os gomos de uma laranja.

A produção da castanha-do-pará depende da presença de uma orquídea, porém esta não cresce na castanheira. Depende também da presença de um grupo de abelhas grandes com línguas compridas com as quais polinizam a flor da castanheira. Funciona assim: a orquídea atrai as abelhas-macho e confere-lhes um aroma que atrai as abelhas fêmeas. Sem a orquídea, não ocorre o acasalamento, e há poucas abelhas para polinizar a castanheira. A castanha-do-pará também depende de grandes roedores como a cutia. As cutias são capazes de roer a cápsula até abri-la, depois comem algumas castanhas e enterram outras. As castanhas enterradas, então, germinam e viram mudas jovens, que podem esperar por anos até que uma árvore vizinha morra e deixe passar luz solar necessária para que ela cresça e se transforme em uma grande árvore.

Vamos resumir ainda mais: sem orquídea, não tem castanha-do-pará. Sem abelha, não tem castanha-do-pará. Sem cutia, não tem castanha-do-pará. E, por fim, com a extração excessiva feita pelo homem, não tem castanha-do-pará. No entanto, esses tipos de relações simplificam demais a realidade. Vamos supor que a sobrevivência da orquídea dependa da presença combinada de fatores ambientais X e Y. Podemos inferir, também, que a sobrevivência da castanheira-do-pará está intimamente associada a X e Y. Considere, por exemplo, que X é uma determinada espécie de formiga benéfica à orquídea, e que Y é um determinado nutriente do solo também necessário à orquídea. Embora jamais tenhamos a certeza, poderíamos supor que, na ausência de X e Y, a castanheira-do-pará viria a desaparecer, mesmo sem necessitar diretamente de X e Y. A lição que podemos tirar disso é que os seres humanos devem ter muito cuidado ao alterar o meio ambiente. As repercussões podem ser muito mais graves do que aparentam à primeira vista.

LA INTERDEPENDENCIA EN LA NATURALEZA, por Fredric M. Menger, Emory University, Atlanta, GA, EE.UU.

Traducción de Natanael F. França Rocha, Florianópolis, Brasil y revisión de Elba Buján, Universidad Nacional de Cordoba, Argentina

Miles de millones de años de evolución crearon un mundo con un sistema extraordinariamente complejo de interdependencias. Un ejemplo clásico nos dio Charles Darwin, quien especuló que la supervivencia de una flor, el trébol rojo, en aldeas inglesas, se veía afectada por el número de gatos. ¿Cómo puede ser? La respuesta es algo como esto: los gatos reducen la cantidad de ratones, conocidos por destruir los nidos de los bombus. Estos, conocidos por el nombre común de abejorro, son los polinizadores exclusivos del trébol rojo. Por lo tanto, tenemos la siguiente secuencia (con un componente más – la anciana –, sugerido más tarde por otro escritor): las ancianas tienden a tener gatos; los gatos comen los ratones; con menos ratones alrededor, los nidos de los abejorros son atacados con menos frecuencia; con una mayor población de abejorros, la polinización del trébol rojo ocurre de manera más eficaz. Es evidente que las ancianas (involuntariamente, por supuesto) favorecen la supervivencia del trébol. Darwin utilizó esta historia (sin las ancianas) para demostrar cómo la supervivencia de la mayoría de las especies depende de una compleja red de interacciones (la mayoría de las cuales todavía no entendidas).

La nuez de Brasil, o nuez amazônica, es otro ejemplo notable de la interdependencia en la naturaleza. El árbol de la nuez de Brasil originario de las zonas tropicales de América del Sur pertenece al género Bertholletia. (El gran químico francés Berthollet, una figura central en el surgimiento de la química moderna, fue homenajeado dándole su nombre a esta importante planta). Los árboles de nueces de Brasil, entre los más grandes en la selva, se encuentran dispersos en las orillas de ríos como el Amazonas, Río Negro y Orinoco. Pueden vivir de 500 hasta 1000 aãos, pero producen nueces casi exclusivamente bajo condiciones de extrema privacidad, es decir, cuando no son molestadas. Los intentos por cultivar plantaciones de nueces de Brasil no han tenido mucho éxito. La nuez proviene de una cápsula parecida a un coco con 10 a 15 cm de diámetro y una cáscara dura con 1 cm de espesor. La cápsula puede contener de 8 a 24 nueces que se disponen de forma similar a los gajos de una naranja.

La producción de la nuez de Brasil depende de la presencia de una orquídea que no crece en el árbol mismo. La producción también depende de la presencia de un grupo de abejas grandes con largas lenguas con las cuales polinizan la flor del árbol de la nuez. Así es como funciona: la orquídea atrae a las abejas machos y les imparten un aroma atractivo para las abejas hembras. Sin la orquídea, no ocurre el apareamiento y hay un menor número de abejas para polinizar el árbol de la nuez de Brasil. La nuez de Brasil también depende de roedores de gran tamaño, como el agutí. Los agutíes son capaces de roer la cápsula hasta abrirla, comer algunas nueces y enterrar a las demás. Estas últimas germinan en pl&aacurte;ntulas jóvenes que pueden esperar años hasta que un árbol cercano muere permitiendo el ingreso de la luz solar necesaria para el crecimiento de un árbol grande.

Voy a resumir un poquito más: Sin orquídeas, no hay nuez de Brasil. Sin abejas, no hay nuez de Brasil. Sin agutíes, no hay nuez de Brasil. Y, por último, con una cosecha demasiado intensa por los seres humanos, no hay nuez de Brasil. Pero estas relaciones simplifican excesivamente la realidad. Supongamos que la supervivencia de la orquídea depende de la presencia combinada de los factores ambientales X e Y. Así se puede inferir que la supervivencia de la nuez de Brasil también está íntimamente asociada con X e Y. Supongamos, por ejemplo, que X es una especie específica de hormiga beneficiosa para la orquídea, e Y es un nutriente del suelo específico necesario para la orquídea. Aunque uno nunca llegue a adivinarlo, en ausencia de X e Y la nuez de Brasil podría desaparecer, aunque no exista una necesidad directa de la nuez de Brasil por X e Y. La lección aquí es que los seres humanos deben tener mucho cuidado con la alteración del ambiente. Las consecuencias pueden ser mucho más graves de lo que parecería a primera vista.