https://frosthead.com

Hawaiis Must-See Lava Flows er hjemsted for nye, overraskende økosystemer

Vulkanologer har en flair for underdrivelse. Her er udtrykket for den rystende, sprøjtende 2.000-graders Fahrenheit flydende klippe synlig i calderaen i Kilauea-vulkanen i eftermiddag: lavasø. Som om jeg havde et mere kraftfuldt kikkertpar, kunne jeg fremstille robåde og små mennesker, der picnic på kysten. Jeg tilgir vulkanologerne, fordi ingen ord, jeg kender tilstrækkeligt fanger den smukke, voldelige besynderighed af smeltet lava. Du kan se Kilaueas churning "sø" med udsigt i Hawaii Volcanoes National Park, og du kan se dens lava rør blø i havet flere miles sydøst.

Af alle disse grunde er Kilauea parkens stjerneattraktion. Men ikke overse Mauna Loa (også aktiv, men i øjeblikket "i hvile"). Mauna Loa har kipuka-stier. Kipukas er blevet beskrevet som levende laboratorier til udvikling. Det er lommeskove isoleret af lavastrømme, der gik omkring dem i stedet for overstået. Nogle gange blev miljøet skånet, fordi det var i en højere højde end det omgivende terræn, og nogle gange var det bare heldig. Medlemmer af arter, der plejede at dele græsmarker og bytte gener blev adskilt af naturens stødende brolægningsbesætninger. Hvis miljøerne i deres respektive kipukas var forskellige, tilpassede de sig til de lokale forhold og begyndte at udvikle sig separat. Kør genetisk langt nok, og du bliver en ny art. Kipukas hjælper med at forklare Hawaiis ekstraordinære speciation. Fra så få som 350 insekt- og edderkop-kolonisatorer, for eksempel, har Hawaii nu 10.000 arter. Seks oprindelige koloniseringer af fugleforfædre er blevet 110 arter. Og fordi lavastrømme let kan dateres, kan forskere se på to nært beslægtede arter og vide, hvilke der udviklede sig fra hvilke. Hawaii, skrev en videnskabsmand, “er Guds gave til evolutionisten.”

En massiv lavastrøm fra Kilauea Volcano strømmer ud i havet fra et lavarør ved Kamokuna-havets indgang på den sydøstlige side af Big Island ved solopgang. Kredit Elyse Butler

Steve Hess, en dyrelivsbiolog, der arbejder ud fra Kilauea Field Station i US Geological Survey's Pacific Island Ecosystems Research Center, tilbød at vise mig omkring et par kipukas langs Kaumana Trail på Mauna Loas østlige flanke. (I nærheden af ​​Puu Oo Trail krydser også kipukas.) En masse af den evolutionære forskning, der er udført her, har fokuseret på drosofila - frugtfluer. Til dels skyldes det, at de er kortvarige. En generation kommer og går om et par uger, så udviklede træk vises meget hurtigere end de ville gøre hos pattedyr. Og drosofila er dårlige flyere, der sjældent pendler mellem kipukas. Fra en (eller et par) originale immigranter fra Asien har Hawaii nu op til 800 drosophila-arter. (Og tilsyneladende lige så mange drosophila-forskere. Hawaiian Drosophila-projektet, der blev startet i 1960'erne, går stadig stærkt.)

Kaumana Trail er en nem vandretur, der snoede sig over brede, afrundede månetærter med pahoehoe-lava. (Pahoehoes Scrabble-venlige fætter aa - en slags knæhøj stenpopcorn - er også rigelig i området, men udfordrende at vandre.) Selvom vegetationen langs stien er sparsom, er der rigelig skønhed i kontrast til den sorte lava og de lyse grønne buske og græs, der formår at slå rod i det organiske affald, der sætter sig mellem hauger af pahoehoe. Bortset fra et par seks-fods ohia-træer, er vi de højeste organismer på sporet. Hess påpeger Hawaiian blåbær, som er mindre blå (de er røde) end andre staters blåbær.

Efter 15 minutters vandring vises et stativ med ældre ohia-træer til højre for os: kipuka! Selvom det er lille (ca. ni hektar) og intet tegn markerer grænsen, er det ikke svært at finde. Det er som når min mand tager klipperne i sit hår. Hej, Lava, du gik glip af et sted. Når vi skubber ind i det indre, kommer træbregner i betragtning, og tyk undervækst bremser vores rejse. Vi ser ikke længere lava under fødderne, fordi den er begravet under 3.000 til 5.000 år med rådne bjælker og blade. Det er bare meget rodet herinde. Jeg kigger op for at se en blå køkkensvamp fastgjort til stammen på et ohia-træ, som om en anden havde tænkt den samme. Hess forklarer, at forskerne suger svampene i gærende vand for at tiltrække frugtfluer og derefter vende tilbage et par timer senere med en aspirator for at suge dem op til undersøgelse. Svampene antages at komme ned, når projektet afsluttes, ikke kun fordi de er i øjnene, men fordi det er respektløst at efterlade affald i skoven. Guder i hawaiisk mytologi kan tage form af naturlige elementer, herunder selve skoven (guden Kamapuaa) og lava (gudinden Pele). Dette forklarer Hawaii Volcanoes National Park-skiltning, der formaner besøgende, "Steg ikke marshmallows over lava (Pele)."

Skygge inde i kipuka gør den markant køligere end ude på lavafelterne. Det er også mere støjende herinde. Kipukas leverer mad og boliger til mere end et halvt dusin vokalt energiske, endemiske fuglearter. Flokke af skarlagensrød apapan - honningkrydsere - holder op med et fløjtende chitterprat. Sangene adskiller sig subtilt fra en kipuka til en anden. Jeg havde håbet på at være i stand til at høre disse honningcreeper “dialekter” i de kipukas, vi besøger i dag, fordi forskellene var forud for specifikationen. Fra honningcreeper-forfædre, der ankom til Hawaii for mellem fem millioner og seks millioner år siden, har mindst 54 forskellige arter udviklet sig. Hess forklarer, at for at finde ud af forskellene, var jeg nødt til at se på spektrogrammer: visuelle repræsentationer af frekvens, tonehøjde og lydstyrke - en slags EKG for fuglesang.

Preview thumbnail for video 'Subscribe to Smithsonian magazine now for just $12

Abonner på Smithsonian magasin nu for kun $ 12

Denne artikel er et udvalg fra apriludgaven af ​​Smithsonian-magasinet

Købe Kilauea er Hawaiis mest aktive vulkan. Navnet betyder "spewing" på det lokale sprog. (Elyse Butler) Kilauea lyser op om morgenhimmlen med damp og ild i Hawaii Volcanoes National Park. (Elyse Butler) Lavafelter ved Puu Huluhulu kipuka (Elyse Butler)

Dette gør jeg på en anden dag på University of Hawaii i Hilo i bioakustiklaboratoriet hos biolog Patrick Hart. Fordi materialet, der undersøges, er forsvarligt, mangler laboratoriet de mere stereotype fangster af biologi. Ingen mikroskoper eller autoklaver, bare computere arrangeret i to lange rækker. Hart stopper ind, mens jeg er der, og jeg beder ham om at rydde noget op for mig. I betragtning af at fugle kan flyve fra kipuka til kipuka - det vil sige, de er ikke isoleret som planter eller snegle, eller svage flyvere som drosofila - hvorfor har de specificeret så dramatisk?

Lad os sige, at en befolkning af apapan er delt fra hinanden med lavastrømme, Hart begynder. Selvom fuglene er i stand til at flyve til hinandens kipukas, tilbringer de langt mere tid i deres egne. Ligesom New Yorkere i forskellige bydele, begynder de at udvikle forskellige accenter eller "slang", hvis du vil. Når en apapane rejser til en fjern kipuka, genkender hun muligvis ikke de lokale sang. Dette er nøglen, fordi fuglesang er den første måde, en kvindelig apapane bedømmer en mands hensigtsmæssighed som en makker. Han kan måske tale en god snak, men hun ved ikke, hvad han siger. Genetisk er parret stadig levedygtige - de vil være i stand til at producere afkom - men adfærdsmæssigt er de ikke. De kommer aldrig til at tilslutte sig. Snart (evolutionært set) vil fuglene fra disse to kipukas afvige tilstrækkeligt til at klassificeres som separate arter. På denne måde kan kipukas køre - og hjælpe med at forklare - den hurtige specifikation af hawaiianske fugle.

Harts kollega Esther Sebastian Gonzalez viste mig hendes ordliste med håndtegnet notationer til 348 forskellige stavelser sunget af en art af apapan. De er som hieroglyfer med ukendt betydning. Selvom hun ikke kan oversætte dem, ved hun, at de ikke er tilfældige. En gruppe af stavelser kan give medlemmer af en flokk mulighed for at holde styr på hinanden i den grønne kipuka baldakin. Andre kan være advarsler, flirter, et tip. Gå ikke uden mig. Vildkat! Fantastisk nektar her. En eller anden jerk efterlod en svamp i min have.

**********

Kaumana Trail gør det nemt at være en af ​​de irriterende vandrere, der kan kalde navnene på hver planteart, de passerer. Ude på disse lavafelter er der et dusin indfødte. Dette er alt, hvad Kamapuaa har formået at skabe i de 150 plus år, siden Pele strømmet igennem her.

(Guilbert Gates / Alamy) Ohelo-bær vokser langs Kaumana Kipuka-stien (Elyse Butler) Bregner, der spirer fra revner i lavaen (Elyse Butler) Lehua blomsten blomstrer inden i en kipuka. (Elyse Butler) En strøm af lava fra Kilauea eksploderer i havet. Besøgende skal vandre eller cykle fire miles for at se dette syn. (Elyse Butler)

Hawaiis økosystemer er isoleret nok - og dermed enkle nok - til at økologer kan recitere den typiske ankomstorden på ny lava. Lav vises først, og behøver kun luft, fugt, sten. Døde, dekomponerende lav danner det lette underlag, der gør det muligt for alt andet at etablere sig. Moss og bregner er tidlige bosættere såvel som det ekstremt krævende ohia-træ, der udgør størstedelen af ​​biomassen i enhver oprindelig Hawaiisk skov.

Bladene og de røde, stikkende stammer og andre detritus, ohia-dråberne og skyggen, det giver, sætter scenen for den næste bølge af planteliv: klubmos, græs, buske. Dette er grunden til, at der er så stor bekymring for en ny svampesygdom kaldet hurtig ohia-død - hvorfor, som Hess udtrykker det, “Alle skrig med hænderne i luften. Landskabet, som vi kender det, er drevet af denne art. ”

Enkelheden i Hawaiis økosystemer er en anden grund til, at det tiltrækker forskere. Det er let at isolere effekten af, for eksempel, en stigning i en artspopulation på en anden. ”Et sted som Costa Rica, ” siger Hess, ”det er bare en enorm masse af hundreder af arter.” Det er for kompliceret at vide, hvad der forårsager hvad med nogen grad af sikkerhed.

Der er skønhed i Hawaiis enkelhed, ikke kun for økologen men for den rejsende. Den dag, jeg ankom, lejede jeg en cykel og kørte ud til punktet langs kysten, hvor nogle af Kilaueas nyeste lavarør siver deres indhold i havet. (Når en lavastrøm afkøles, danner den en rørformet skorpe, der isolerer lavaen indeni og holder den varm nok til at fortsætte med at flyde.) Grusvejen skærer gennem det enkleste økosystem af alle: de krusende brownie-dejsletter i Kilaueas nylige strømme. Ingen kipukas herude: bare kilometer ved kilometer af de sorte bølger, der tidligere var kendt som magma. Et postkort fra jordens ufattelige indre. Med det hvidkappet koboltvand ud over var scenen både betagende og apokalyptisk.

I en halv time sad jeg på en bluff og så smeltet lava omdanne havvand til en hurtig bølgende dampkumulus. Når lavaen afkøles og hærder, udvides øen, minut for minut. Dette er den proces, hvorpå hele Hawaii blev dannet. Ligesom det at gå ind i en kipuka på Kaumana Trail giver dig mulighed for i et par fodspor at gå fra et økosystem 162 år gammelt til et, der er 5.000 år gammelt, her rejser du tidtusindvis af millioner af år. Det er svært at forestille sig en mere fantastisk tur.

Jorden nær Kilauea er sort og stenet, men det har ikke forhindret de lokale i at købe billige grunde og bygge huse der. Vulkanens lava flyder typisk snarere end udbrud, hvilket gør det mindre sandsynligt, at beboerne møder en Pompeii-lignende død. (Elyse Butler) En apapane sidder på toppen af ​​et ohia-træ. Disse fugle, også kendt som honningkrævere, bor på seks af Hawaiis otte vigtigste øer. Hawaiianske adelige plejede at dekorere deres kapper og hjelme med fuglens karakteristiske røde fjer. I dag er malaria den største trussel mod apapanen. (Elyse Butler) Puu Huluhulu kipuka er et indfødt træreservat. (Elyse Butler)
Hawaiis Must-See Lava Flows er hjemsted for nye, overraskende økosystemer