Rewilding could fill gap left by Panama’s lost giants

(Scroll down for Spanish version, translated by co-author Felipe Franco-Gaviria)

Introducing large herbivores in Panama’s forests could fill the gap left by extinct species, new research suggests.

University of Exeter scientists studied lake sediments that contain traces of animals and plants dating back 17,000 years.

Many large herbivores that once roamed modern-day Panama have declined or died out – including the six-metre-long giant ground sloth and elephant-related creatures called Cuvieronius.

The new study reveals three major declines of plant-eating “megafauna” (animals over 45kg): 13,600, 10,000 and 8,400 years ago.

Large herbivores have major impacts on ecosystems, and the study found forests and grasslands changed markedly when megafauna declined.

The team say their findings can provide a “baseline” for future rewilding to restore the ecological functions lost with the extinction of prehistoric megafauna.

“Just like elephants today, we found that large herbivores had a significant impact on ecosystems during the period we studied,” said lead author Felix Pym, from the University of Exeter.

“For example, there were fewer wildfires when large herbivores thrived – possibly because they ate and trampled on understorey vegetation that can fuel fires.

“Also, when megafauna declined, so did plants with large fleshy fruits and seeds that are typically spread by large animals.

“It’s visible from our record that the loss of megafauna had cascading impacts on ecosystem processes.”

The findings suggest that future declines of today’s large herbivores could have profound consequences for biodiversity.

Conversely, “rewilding” by introducing new species or increasing populations of existing ones could restore nature – and its benefits to humans.

“As a large proportion of megafauna species that lived during the study period are now globally extinct or have undergone severe declines, some rewilding efforts in Europe and North America have used the nearest equivalents and/or moved species from elsewhere in the world,” Pym said.

“Our study tells us something about what has been lost, and highlights a possible solution, but the selection of species for rewilding would require careful research and planning.”

Prehistoric poo

Explaining how the study worked, Pym said: “Large herbivores consume fungal spores from their environment, which are then excreted and grow into fungi in their dung.

“New fungal spores are dispersed, travel into lakes, and are then preserved in layers of sediment.

“The sediment also contains fossilised pollen, which allows us to identify plant species, and charcoal, which tells us when fires occurred.

“We took samples from sediments recovered from Lake La Yeguada and analysed them for fungal spores, pollen and charcoal – revealing lots of information about past animals, plants and wider ecosystems.”

Fungal spores only reveal that large herbivores were present – not yet specific species – but existing bone evidence shows species that lived in the region during the period.

The causes of megafauna decline are also debated, but the arrival and disturbance of humans in Central America are likely factors.

After the periods of megafauna decline discovered by the study, recoveries took place at 11,200, 9,000 and 7,600 years ago – probably due to changes in the communities of large herbivores in the region. Professor Stephen Sitch, from Exeter’s Global Systems Institute, said: “This study uses a novel approach to give us a holistic understanding of the tropical environment through time, including interactions between animals, fire, vegetation and climate.

“Exploring the past can help us understand today’s tropical ecosystems, aid their conservation and together with rewilding approaches, help to restore lost ecosystem functions that we all benefit from.”

The study, carried out with partners in Colombia and the UK, was funded by the Natural Environment Research Council’s GW4+ Doctoral Training Partnership.

Pym’s PhD is primarily supervised by Dr Dunia H. Urrego, who also recovered the sediment core.

The paper, published in the journal Quaternary Science Reviews, is entitled: “The timing and ecological consequences of the Late Pleistocene megafaunal declines on the Isthmus of Panama: Implications for trophic rewilding.”

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El rewilding podría llenar un vacío ecológico generado por gigantes perdidos de Panama. Según una nueva investigación en el área de las geociencias, la introducción de grandes herbívoros en los bosques de Panama podría ayudar a llenar un vacío que dejaron especies ya extintas.

Científicos de la Universidad de Exeter estudiaron los sedimentos de un lago, en donde se preservan rastros de animales y plantas de hace 17.000 años.

Los grandes herbívoros que alguna vez recorrieron el actual territorio panameño han disminuido o desaparecido, entre ellos el perezoso gigante de seis metros de altura y un pariente de los elefantes llamado Cuvieronius.

El estudio revela tres episodios de disminución de la “megafauna” herbívora (animales de más de 45 kg) hace aproximadamente 13.600, 10.000 y 8.400 años.

Los grandes herbívoros tienen un impacto importante en los ecosistemas, y el estudio encontró que los bosques y pastizales cambiaron notablemente cuando la megafauna disminuyó.

El equipo de investigadores afirma que sus hallazgos pueden servir como una “línea base” para futuros proyectos de rewilding (restauración ecológica mediante la reintroducción de especies), con el fin de recuperar las funciones ecológicas que se perdieron tras la extinción de la megafauna prehistórica.

“Al igual que los elefantes de la actualidad, encontramos que los grandes herbívoros tuvieron un impacto significativo en los ecosistemas durante el periodo de tiempo que estudiamos”, explicó el autor principal, Felix Pym, de la Universidad de Exeter.

“Por ejemplo, había menos incendios forestales cuando los grandes herbívoros eran abundantes, posiblemente porque se alimentaban y pisoteaban la vegetación baja que puede servir de combustible para el fuego”.

“Además, cuando la megafauna disminuyó, también lo hicieron algunas plantas con frutos grandes y carnosos, así como también, semillas que normalmente son dispersadas por animales de gran tamaño”.

“En nuestro registro paleoecológico es evidente que la pérdida de la megafauna tuvo efectos en cadena sobre los procesos del ecosistema”.

Los resultados sugieren que una futura disminución de los grandes herbívoros actuales podría tener consecuencias profundas para la biodiversidad.

Por el contrario, el “rewilding”, mediante la introducción de nuevas especies o el aumento de poblaciones existentes, podría ayudar a restaurar la naturaleza y los beneficios que esta aporta a las personas.

“Como una gran proporción de las especies de megafauna que vivieron durante el periodo estudiado están hoy extintas a nivel global o han sufrido reducciones severas, algunos proyectos de rewilding en Europa y Norteamérica han utilizado especies similares o han trasladado especies desde otras partes del mundo”, señaló Pym.

“Nuestro estudio nos muestra parte de lo que se ha perdido y destaca una posible solución, pero la selección de especies para el rewilding requerirá de una investigación y planificación cuidadosa”.

Excremento prehistórico

Al explicar cómo funcionó el estudio, Pym comentó: “Los grandes herbívoros consumen esporas de hongos en su entorno, que luego son expulsadas y crecen en sus heces”.

“Nuevas esporas se dispersan, llegan a los lagos y quedan preservadas en capas de sedimento”.

“El sedimento también contiene polen fosilizado, que nos permite identificar especies de plantas, y carbón vegetal, que indica cuándo ocurrieron incendios”.

“Tomamos muestras de sedimentos recuperados de la laguna La Yeguada en Panama y las analizamos en busca de esporas de hongos, polen y carbón, lo que reveló información relevante sobre animales, plantas y ecosistemas del pasado”.

Las esporas de hongos sólo indican la presencia de grandes herbívoros, pero aún no permiten identificarlos a nivel de especie. Sin embargo, los restos óseos existentes muestran qué especies habitaron la región en ese periodo.

Las causas de la disminución de la megafauna aún se debaten, aunque la llegada y la intervención humana en Centroamérica probablemente influyeron.

Después de los periodos de disminución identificados por el estudio, se registraron recuperaciones hace 11.200, 9.000 y 7.600 años, probablemente debido a cambios en las comunidades de grandes herbívoros en la región. El profesor Stephen Sitch, del Global Systems Institute de la Universidad de Exeter, afirmó: “Este estudio utiliza un enfoque novedoso que nos ofrece una comprensión integral del ambiente tropical a lo largo del tiempo, incluyendo las interacciones entre animales, fuego, vegetación y clima”.

“Explorar el pasado puede ayudarnos a entender los ecosistemas tropicales actuales, apoyar su conservación y, junto con estrategias de rewilding, contribuir a restaurar funciones ecológicas perdidas de las que todos nos beneficiamos”.

El estudio, realizado con colaboradores en Colombia y Reino Unido, fue financiado por el Natural Environment Research Council a través de su programa GW4+ Doctoral Training Partnership.

El doctorado de Pym es supervisado principalmente por la doctora Dunia H. Urrego, quien también recuperó el núcleo de sedimento.

El artículo fue publicado en la revista Quaternary Science Reviews con el título: “The timing and ecological consequences of the Late Pleistocene megafaunal declines on the Isthmus of Panama: Implications for trophic rewilding.”