Bladet Forskning

Klimaforskning fra pol til pol

Hva kan bitte små jorddyr lære oss om naturens tilpasning til klimaendringer? Forskere i Norge og Sør-Afrika samarbeider for å finne svar.

Skrevet av: karin totland

(Foto: ROGER WORLAND)

De er omtrent en millimeter store, og for hvert skritt du tar i skogen, tråkker du på hundrevis av dem. På grunn av utseendet har de fått navnet spretthale (eller springtail på engelsk), men de er mer kjent under det latinske navnet collembola. De lever i stort antall i jorden overalt hvor det ikke er for tørt, fra Arktis over tropene til Antarktis.

De har beholdt en alderdommelig livsstil.

I et samarbeidsprosjekt mellom norske og sørafrikanske forskere er disse små krypene blitt modellsystemer for å studere tilpasninger til endringer i miljøet.

Endringer i økosystemet

Forskjellige arter reagerer ulikt på endringer i levemiljøet. Dette gjelder både for klimaendringer og endringer som skyldes for eksempel menneskelig utbygging.

(Foto: Justine Shaw)

Det at artene reagerer ulikt, kan ha store konsekvenser for økosystemet. Noen arter kan gå tilbake eller forsvinne helt, mens andre kan øke sin utbredelse. Et problem er arter som kommer til nye områder ved menneskelig aktivitet, og som fortrenger stedegne arter. I Norge kjenner vi til stillehavsøsters, som invaderer kysten, og iberiasneglen, som truer norske hageplanter.

Hva er det som gjør at noen arter er såkalt invasive? Kan forklaringen ligge i at de invasive artene tåler større levevilkårsendringer enn de stedegne? Og hva betyr i så fall dette for utbredelsen av ulike arter når klimaet endrer seg i fremtiden?

Takknemlige modelldyr

Som en tilnærming til disse spørsmålene har forskere satt søkelyset på collembolene.

– Collembolaen er en av de eldste gruppene landdyr, med forfedre som er rundt 400 millioner år gamle, forklarer professor Hans Petter Leinaas ved Institutt for biologi, Program for integrativ biologi, Universitetet i Oslo.

– Det finnes mange ulike arter av collemboler, og det er enkelt å studere aspekter av tilpasningen deres i laboratoriet. Hver art reagerer på endringer i miljøet på en måte som gjenspeiler det miljøet den er tilpasset. Dette gjør collembolene veldig godt egnet som eksperimentelle modellorganismer, utdyper han.

Rengjøringsfunksjon i naturen

Collemboler har et karakteristisk utseende og er lette å kjenne igjen. De likner mest på en primitiv gruppe insekter, men forskerne mener nå at det er mer sannsynlig at de er resultatet av en separat utviklingsgren fra krepsdyr.

Resultatene understreker at de invasive artene kan bli mer tallrike og representere en økt trussel ved klimaendringer.

– De har beholdt en alderdommelig livsstil. De lever av råtnende plantemateriale på bakken, og gjør dermed nytte for seg i nedbryting og omsetning i naturen, på samme måte som meitemarken. En kvadratmeter norsk barskog har typisk mellom 100 000 og 200 000 collemboler, forteller Leinaas.

Inntrengerne tåler klimaendringer bedre

På den sørafrikanske subantarktiske øya Marion Island finnes det både stedegne arter av collemboler og fremmede arter som er kommet som inntrengere, for eksempel med selfangere fra Europa eller gjennom tidligere husdyrhold på øya.

I samarbeid med sin sørafrikanske kollega, professor Steven Chown fra Stellenbosch University, har Leinaas studert hvordan de ulike artene reagerer på temperaturøkning og tørke, som er to viktige bestanddeler av klimaendringene.

Til dette har de tatt for seg tre til fem stedegne og tre til fem fremmede arter av collemboler.

– Det viser seg at de invasive artene fungerer bedre i varmere omgivelser enn de stedegne. I tillegg tåler de bedre å bli utsatt for tørke etter en varmere periode, mens de stedegne blir mindre tolerante. Det siste er spesielt interessant fordi Marion Island og andre subantarktiske øyer er blitt betydelig tørrere i løpet av de siste tiårene, forklarer Leinaas.

Økt trussel fra inntrengere

Forskerne har også studert egenskaper som vekst og reproduksjon når temperaturen øker, blant annet ved å se på antall egg og hvor fort dyrene utvikler seg.

(Foto: HANS PETTER LEINAAS)

– Studiene viser at de fremmede artene klarer seg stadig bedre når temperaturen øker mellom fem og 20 grader. Mye tyder på at dette er en generell trend som også gjelder for andre arter enn dem vi har studert, sier Leinaas.

Samtidig tåler inntrengerne vel så godt som de stedegne at det er kjølig. Dette betyr blant annet at de kan invadere kjøligere øyer i Sørhavet, og det er derfor viktig å opprettholde karantene mellom øyene.

– Resultatene fra Marion Island understreker at de invasive artene kan bli mer tallrike og representere en økt trussel ved klimaendringer, sier Leinaas.

Nord-sør-samarbeid

Som så mange gode forskersamarbeid begynte også dette samarbeidet med en porsjon tilfeldigheter. Steven Chown var i Oslo i 1996 og holdt et foredrag, og de to forskerne kom i prat etter foredraget og fant ut at de hadde flere felles interesser – blant annet når det gjaldt tilpasning til klimaendringer i kjølige områder.

Chown er professor og leder for et Senter for fremragende forskning ved Stellenbosch University. Han er en autoritet på invasive arter og effekter av klimaendringer og menneskelig påvirkning på Antarktis, og er en viktig rådgiver for myndigheter og forvaltning tilknyttet Antarktis. Nylig ble han tildelt den nyopprettede, prestisjetunge Martha T. Muse Prize for Science and Policy in Antarctica.

Prisen er opprettet i forlengelsen av det Internasjonale Polaråret (se Drukner i polarforskning), og prisforelesningen vil bli holdt på polarårskonferansen i Oslo 8. juni.

– Chown hadde jobbet mye på Marion Island, mens jeg hadde gjort mye på Svalbard. I tillegg har vi kompletterende kompetanse, og ble enige om å gjøre noe sammen, forteller Leinaas.

Det første fellesprosjektet på Marion Island ble finansiert av samarbeidsprogrammet med Sør-Afrika. Dette er nå videreført med et nytt prosjekt, der forskerne har fått med seg partnere i Frankrike og Sverige, de sistnevnte med finansiering fra det svenske Sør-Afrika-programmet.

Kartlegger nye arter

I det nye prosjektet er nedslagsfeltet utvidet fra Marion Island til å omfatte studier på Svalbard, i Norden og i Western Cape-distriktet i Sør-Afrika.

– Western Cape har en vegetasjonstype med den høyeste artsdiversiteten pr. areal på jorden, men vi vet lite om diversiteten til virvelløse dyr. Her er situasjonen altså en helt annen enn på Marion Island, der vi har kontroll på alle collembola-artene, og de er lette å kjenne fra hverandre, forklarer Leinaas.

I Western Cape må artene først karakteriseres. De franske forskerne bidrar blant annet med genetiske teknikker som DNA-analyse.

Vi har allerede funnet en stor fauna av ulike spretthalearter.

– Vi har allerede funnet en stor fauna av ulike spretthalearter som til nå har vært langt på vei ukjent. Men vi har også funnet en kjenning fra Europa, nemlig en meget invasiv art som i vårt studieområde har utgjort ca. ¾ av alle dyrene vi har samlet. Dette var en lite hyggelig overraskelse, som vi skal se nærmere på, sier Leinaas.

I neste omgang håper forskerne å oppnå en enda bedre forståelse av hvordan klimaendringer påvirker populasjoner og økosystemer, og å gjøre sammenlikninger mellom den nordlige og den sørlige halvkule.

Sør-Afrika-programmet

Forskningssamarbeidsprogrammet med Sør-Afrika startet i 2002, og finansieres av Utenriksdepartementet i Norge og forskningsdepartementet i Sør-Afrika. Programmet har et totalbudsjett på drøyt 50 millioner kroner over fire år, og administreres av forskningsrådene i de to landene. Klima- og miljøforskning er én av flere komponenter i samarbeidet. I november 2009 var statsråd Tora Aasland og Forskningsrådets administrerende direktør Arvid Hallén i kongeparets følge på et statsbesøk i Sør-Afrika. Det ble blant annet avholdt et bilateralt forskerseminar for å diskutere videre satsing på dette temaområdet etter at programmets nåværende fase avsluttes i 2010. Utformingen av en tredje fase vil være et sentralt punkt på avslutningskonferansen i september. Sør-Afrika er et av Norges ti utvalgte land for bilateralt forskningssamarbeid.

Du kan lese mer om samarbeidet på:
http://www.forskningsradet.no/southafrica

Skriv ut siden