La primera base de dades mundial de vegetació de la Terra

• 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, el CREAF i la UB, 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

Barcelona 19 de novembre de 2018.

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? 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, 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 del CSIC.

“Totes les plantes s’enfronten els 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 en el full, 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. L’estudi, publicat a Nature Ecology & Evolution, és el primer d’una sèrie de pròxims treballs del consorci “sPlot”.

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.

Font: Blog CREAF

Article de referència: ‘Global trait–environment relationships of plant communities’, Helge Bruelheide et al.  Nature Ecology & Evolution, doi. 10.1038/s41559-018-0699-8.

La primera base de datos mundial de vegetación de la Tierra

  • Una investigación internacional presenta la primera base de datos mundial de vegetación, con más de 1,1 millones de listas completas de especies de plantas
  • La base “sPlot” reúne todas las especies vegetales conocidas de todos los ecosistemas terrestres, desde el Ártico hasta los trópicos
  • Liderado por la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg de Alemania y el Centro Alemán para la Investigación de Biodiversidad Integrativa, en España participan el CSIC, el CREAF, la UB….
  • Ha permitido descubrir que algunos factores ambientales, como la lluvia o la temperatura, no son tan esenciales como se pensaba para determinar rasgos funcionales de las plantas

 

Barcelona, 19 de noviembre de 2018.

¿Por qué unas especies de plantas crecen en unos lugares y no otros? ¿Por qué unas especies crecen junto a unas especies y no junto a otras?  La diversidad de la vegetación global se puede describir basándose en tan sólo unos pocos rasgos de cada especie. Es lo que revela un equipo de investigación liderado por la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg (MLU) y el Centro Alemán para la Investigación de Biodiversidad Integrativa (iDiv) Halle-Jena-Leipzig.

En el estudio, que publican en la revista “Nature Ecology & Evolution”, presentan la primera base de datos mundial de vegetación, que contiene más de 1,1  millones de listas completas de especies de plantas muestreadas de todos los ecosistemas de la Tierra. La base de datos podría ayudar a predecir mejor las consecuencias del cambio climático global.

El trabajo ha contado con la participación de un centenar de investigadores de 97 universidades y centros de investigación. Entre ellos, Josep Peñuelas, científico del CSIC y del CREAF, y Aaron Pérez Haase, investigador de la Universidad de Barcelona vinculado al CEAB-CSIC.

“Todas las plantas enfrentan los mismos desafíos, ya sean pequeñas hierbas, arbustos o árboles”, explica el profesor Helge Bruelheide, de la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg y codirector del iDiv, quien ha liderado el estudio. “Por ejemplo, tienen que encontrar una forma eficiente de realizar la fotosíntesis para obtener la energía que necesitan. Al mismo tiempo, compiten con las plantas vecinas por los recursos limitados en el suelo, como el agua y los nutrientes”.

 

390.000 especies de plantas conocidas

Actualmente alrededor de 390.000 especies de plantas son conocidas por la ciencia. A lo largo del tiempo, cada especie ha desarrollado rasgos muy diferentes para adaptarse a los factores de su entorno. Estos rasgos incluyen el tamaño de la planta, el espesor y los componentes químicos de sus hojas. Estas propiedades también se conocen como rasgos funcionales de la planta.

“Estos rasgos influyen directamente en la función de la planta en el ecosistema, como la cantidad de biomasa que produce o la cantidad de dióxido de carbono que absorbe del aire”, dice Bruelheide.

Hasta ahora, los científicos habían investigado las diferentes combinaciones de estos rasgos funcionales desde la perspectiva de especies individuales. “Pero, en realidad, las especies de plantas rara vez se presentan solas; las plantas viven en comunidades”, dice Bruelheide. Así que se necesitan bases de datos de vegetación que contengan información sobre todas las plantas que crecen en un lugar específico.

La base de datos de referencia de vegetación alemana es un ejemplo. Está administrada desde la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg y contiene información sobre aproximadamente 200.000 parcelas de vegetación, de estudios publicados y no publicados. Existen otras bases de datos similares, o están siendo compiladas, en otros países.

Hasta ahora no ha habido una base de datos unificada para compilar y armonizar ese conjunto de diferentes bases de datos. Por eso se lanzó la iniciativa “sPlot” para la Investigación de Biodiversidad Integrativa (iDiv), con el fin de desarrollar y configurar la primera base de datos de vegetación global, unificando y fusionando los conjuntos de datos existentes.

“sPlot” contiene actualmente más de 1,1 millones de listas de vegetación de todos los continentes, recopiladas en las últimas décadas por cientos de investigadores de todo el mundo. “Cada punto de nuestra base de datos es un lugar real con coordenadas precisas e información sobre todas las especies de plantas que coexisten allí”, explica Bruelheide.

El grupo de investigación combinó este conjunto de datos masivos con la base de datos más grande del mundo para rasgos de plantas llamada “TRY”, que también es una plataforma de base de datos iDiv. “Nos ha permitido responder a preguntas que nadie ha podido abordar antes”, continúa Bruelheide.

 

Factores externos que influyen en los rasgos funcionales de las plantas

La investigación ha demostrado, por ejemplo, hasta qué punto los factores globales influyen en los rasgos funcionales de las comunidades de plantas. Han descubierto que, contrariamente a la opinión actual, la temperatura y la precipitación juegan un papel relativamente limitado.

“Sorprendentemente, estos dos factores no son tan importantes. Nuestro análisis demuestra, por ejemplo, que las comunidades de plantas no se caracterizan por tener hojas más delgadas a medida que aumenta la temperatura, desde el Ártico hasta la selva tropical”, dice Bruelheide.

En cambio, los investigadores “encontraron un vínculo estrecho entre las variables climáticas y el suministro de fósforo en las hojas, reflejado en la proporción entre el contenido de nitrógeno y fósforo en la hoja, que es un indicador del estado nutricional de las plantas”, explica el profesor Josep Peñuelas, uno de los coautores del estudio y científico del CSIC y del CREAF.  El uso local de la tierra y la interacción de diferentes plantas en un lugar específico tienen un impacto mucho mayor en los rasgos funcionales de las comunidades vegetales.

Según el profesor Peñuelas, estos hallazgos muestran que los cálculos futuros de la producción de plantas en una región no pueden determinarse únicamente sobre la base de modelos simplistas de temperatura-precipitación.

El estudio publicado en “Nature Ecology & Evolution” es el primero de una serie de próximos trabajos del consorcio “sPlot”. Al estar disponible para los científicos que lo pidan, la base de datos “sPlot” es una oportunidad sin precedentes para abordar numerosas cuestiones de biodiversidad a escala global, incluyendo los temas relacionados con la distribución de especies de plantas no nativas, y las similitudes y diferencias de las comunidades de plantas en las regiones del mundo.

 

Fuente: Blog CREAF

Referencia: ‘Global trait–environment relationships of plant communities’, Helge Bruelheide et al.  Nature Ecology & Evolution, doi. 10.1038/s41559-018-0699-8.

From the Arctic to the tropics: researchers present a unique database on Earth’s vegetation

Which plant species grow where – and why? In a new study in “Nature Ecology & Evolution”, an international research team presents the world’s first global vegetation database which contains over 1.1 million complete lists of plant species for all terrestrial ecosystems.

Which plant species grow where, alongside which others – and why? The diversity of global vegetation can be described based on only a few traits from each species. This has been revealed by a research team led by Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU) and the German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDiv) Halle-Jena-Leipzig. In a new study published in the scientific journal “Nature Ecology & Evolution”, they present the world’s first global vegetation database which contains over 1.1 million complete lists of plant species sampled across all Earth’s ecosystems. The database could help better predict the consequences of global climate change.

All plants face the same challenges, whether they are small grasses, shrubs or trees. “For example, they have to find an efficient way to conduct photosynthesis in order to obtain the energy they need. At the same time, they compete with neighbouring plants for limited resources in the soil, like water and nutrients,” explains Professor Helge Bruelheide from the Institute of Biology / Geobotany at MLU and co-director of iDiv.

Currently around 390,000 plant species are known to science. Over time, each species has developed very different traits in reaction to external factors at their location. These include the plant’s size, the thickness and the chemical constituents of its leaves. These properties are also referred to as functional plant traits. “These functional traits directly influence a plant’s ecosystem function, such as how much biomass it produces or how much carbon dioxide it absorbs from the air,” says Bruelheide.

Until now, researchers have primarily investigated different combinations of these functional traits from the perspective of individual plant species. “In reality, however, plant species rarely occur alone; plants live in communities,” says Bruelheide. Therefore, so-called vegetation databases are needed that contain data on all of the plants growing at a specific location. The German Vegetation Reference Database is an example. It is managed at MLU by Dr. Ute Jandt, a member of Helge Bruelheide’s research group. It contains about data on about 200,000 vegetation plots from published and unpublished vegetation studies. Similar databases exist, or are being compiled, in many other countries.

Up until now there has been no database of databases, to compile and harmonize all these different datasets. As a result, the “sPlot” initiative was launched at the iDiv research centre to develop and set up the first global vegetation database, unifying and merging the existing datasets. “sPlot” currently contains more than 1.1 million vegetation lists from every continent, collected over the past decades by hundreds of researchers from all over the world. “Each point in our database is a real place with precise coordinates and information about all the plant species that co-exist there,” explains Bruelheide.

The research group combined this massive dataset with the world’s largest database for plant traits called “TRY” which is also an iDiv database platform. “It has enabled us to answer questions that nobody has been able to tackle before,” Bruelheide continues. The research tested, for instance, to what extent global factors influence the functional traits of plant communities. Contrary to current opinion, they found that temperature and precipitation play a relatively limited role. “Surprisingly, these two macro-factors are not so important. Our analysis shows, for example, that plant communities are not consistently characterised by thinner leaves as the temperature increases – from the Arctic to the tropical rainforest,” says Bruelheide. Instead the researchers “found a close tie between climate variables and the phosphorus supply in the leaves, reflected in the ratio between nitrogen and phosphorus content in the leaf, which is an indicator of plants’ nutritional status” explains Prof Josep Penuelas, one of the coauthors, from CREAF-CSIC. Local land use and the interaction of different plants at a specific location have a much greater impact on the functional traits of plant communities. According to Prof Josep Penuelas, these findings show that future calculations of plant production in a region cannot only be determined on the basis of simplistic temperature-precipitation models.

The study published in “Nature Ecology & Evolution” is the first of a series of upcoming papers by the “sPlot” consortium. Being available on request to other scientists, the “sPlot” database is disclosing unprecedented opportunities to tackle numerous biodiversity questions at the global scale, including the issues pertaining to the distribution of non-native plant species and the similarities and differences of plant communities across world regions.

Reference: ‘Global trait–environment relationships of plant communities’, Helge Bruelheide et al.  Nature Ecology & Evolution, doi. 10.1038/s41559-018-0699-8.