Förespråkare av ekologiskt jordbruk talar ofta om naturens balans på sätt som låter nästan andliga, vilket leder till kritik om att deras åsikter är ovetenskapliga och naiva. I andra änden av spektrumet finns de som ser gårdar som slagfält där skadeinsekter och växtsjukdomar måste besegras med det moderna jordbrukets magiska kulor: bekämpningsmedel, fungicider och liknande.
Vilken vy är mer exakt? En 10-årig studie av en ekologisk kaffefarm i Mexiko tyder på att, långt ifrån att vara romantiserad hooey, är synen på "balans och harmoni" på vägen. Ekologerna John Vandermeer och Ivette Perfecto från University of Michigan och Stacy Philpott från University of Toledo har avslöjat ett nät av intrikata interaktioner som buffrar gården mot extrema utbrott av skadedjur och sjukdomar, vilket gör magiska kulor onödiga. Deras forskning beskrivs i juli/augusti-numret av tidskriften BioScience.
De stora aktörerna i systemet - flera myrarter, en handfull kaffeskadegörare och rovdjur, parasiter och sjukdomar som påverkar skadedjuren - interagerar inte bara direkt, utan vissa arter utövar också subtila, indirekta effekter på andra, effekter som kunde ha gått obemärkt förbi om systemet inte hade studerats i detalj.
En nyckelart i det komplexa nätet är den trädhäckande Azteca-myran (Azteca instabilis). Myrorna är inte särskilt noga med vilken typ av träd de lever i, men av någon anledning finns deras bon i endast cirka 3 procent av skuggande träd på gården, och myrbebodda träd är inte slumpmässigt fördelade - de finns i klumpar.
Forskarna tror att klumpigheten är resultatet, åtminstone delvis, från myrornas sårbarhet för en parasitisk fluga. Myrkolonier expanderar genom att skicka iväg drottningar och yngel till närliggande träd, men när alla träd i ett område har myrbon kan flugorna lättare hitta myror att parasitera. Så högdensitetskluster attackeras företrädesvis och försvinner så småningom, antingen för att alla myrorna dör eller för att myrorna flyttar till andra träd.
Myrorna har ett mysigare förhållande till den gröna kaffefjällen, en platt insekt utan särdrag som är en allvarlig kaffepest i vissa regioner, men inte på gården där studien gjordes. Azteca skyddar fjället från rovdjur och parasiter i utbyte mot honungsdagg, en söt, klibbig vätska som fjället utsöndrar. En av dessa rovdjur är dambaggen (Azya orbigera), vars vuxna och larvformer båda äter på fjäll. När en vuxen skalbagge försöker attackera en fjällinsekt jagar myrorna bort den. Men skalbaggarlarver, som är täckta med vaxartad gunk som tugmar upp myrornas mundelar, kan polera bort mycket fjäll. Myrorna hjälper till och med de mordiska larverna, om än oavsiktligt. Under loppet av att skjuta bort parasitgetingar som angriper fjäll, skrämmer myrorna också bort insekter som parasiterar skalbaggars larver.
Baggarna verkar också påverka myrornas utbredningsmönster genom att förtära sig på fjället, som myrorna är beroende av för honungsdagg. Forskarna undersökte förhållandet med hjälp av teoretisk modellering och fann att om myror tar över hela plantagen dör skalbaggen ut eftersom vuxna skalbaggar inte kan få nog att äta. Om myrorna försvinner från gården dör skalbaggarna ut eftersom larverna svälter. Men om myror är begränsade till klasar, på grund av påverkan från både skalbaggar och parasitflugor, trivs skalbaggarna och håller fjällinsekterna under kontroll.
"Det intressanta är att skalbaggarna inte kunde existera förutom den mycket mönstrade myrpopulationen, men det kan vara just samma skalbaggar som orsakar mönsterbildningen i första hand", sa Vandermeer, som är Asa Grey Erkänd universitetsprofessor i ekologi och evolutionsbiologi."Baggen skapar förutsättningar för sin egen överlevnad."
Den vita halosvampen, en sjukdom hos fjällinsekter, kommer också in. Sjukdomen förekommer här och där i hela gården men frodas bara där stora populationer av fjäll finns, vilket bara är där myrorna skyddar skala. Genom att undertrycka skalan, som myrorna är beroende av för honungsdagg, påverkar svampen indirekt myrornas överlevnad. Men det är inte allt: Svampen angriper även kafferost, ett ökänt skadedjur som praktiskt taget utplånade kaffeproduktionen i Sri Lanka (tidigare känd som Ceylon), Java och Sumatra i mitten av 1800-talet och har sedan dess infiltrerat Central- och Sydamerika men har inte orsakat allvarliga problem i dessa områden. Vit halosvamp verkar bara mot kafferost, men i färd med att utföra stora attacker i skala, och de attackerna sker bara där det finns mycket skala - med andra ord där vågen är under myrornas skydd.
Förutom Azteca skyddar andra myrarter fjäll, och några av dessa myror är rovdjur av kaffebärsborren och bladgruvarbetaren, som också är kaffeskadegörare. Forskarna håller fortfarande på att utarbeta detaljerna om förhållandet mellan de olika myrorna och de andra arterna som de interagerar med.
När forskargruppen fortsätter att upptäcka fler arter som är en del av nätet och mer komplexa direkta och indirekta interaktioner mellan alla medlemmar, blir det allt tydligare att den "naiva" synen på naturen som fungerar i harmoni ligger nära den vetenskapliga fakta.
"Det finns många bönder i tropikerna som har varit på deras mark under lång tid - ibland många generationer - och som har sett dessa saker hända och intuitivt förstår sambanden", sa Vandermeer. "Berättelserna de berättar om naturens balans låter nästan romantiska och religiösa ibland, men om du bara ändrar orden börjar de låta som det vi beskriver."
Även om den här studien görs inom gränserna för en 300 hektar stor gård i södra Mexiko, tror forskarna att deras tillvägagångssätt och resultat är mer allmänt tillämpliga.
"Vår uppfattning är att interaktionsnät av detta slag kommer att visa sig vara vanliga i agro-ekosystem i allmänhet", säger Perfecto, professor i ekologi och naturresurser. "Även om de är allmänt uppskattade i naturliga system, har sådana nät inte setts i agro-ekosystem eftersom människorna som studerar dem inte har tittat på dem på det här sättet. De letar efter magiska kullösningar; de vill hitta saken. som orsakar problemet och sedan åtgärda det. Vårt tillvägagångssätt är att förstå system som fungerar bra, där det inte finns några problem. Genom att göra det kan vi definiera system som är mer motståndskraftiga och motståndskraftiga mot skadedjursutbrott."
