Livsbetingelser i Arktis
På grund af det ekstreme klima i Arktis, er kun få arter tilpasset til at leve her. Hvis klimaet bliver mildere vil livsbetingelserne blive sværere for disse højt specialiserede arter og nye arter kan invadere Arktis.

Arktis er den del af den nordlige halvkugle, hvor gennemsnitstemperaturen i den varmeste måned (juli) er under 10 – 12 °C. På figur 6.1 kan man se udstrækningen af det arktiske område. Som man kan se, ligger Grønland i området.

Befinder man sig i Grønland i vinterhalvåret, oplever man store mængder sne, kulde og mørke, men heldigvis også frostklart vejr og nordlys. Om sommeren oplever man lyse nætter. Nord for Polarcirklen, der krydser Grønland ca. 1/3 oppe i landet, er der midnatssol om sommeren. Jo nærmere man kommer Nordpolen, jo større forskel er der på lyset og årstiderne. Helt mod nord i byen Qaanaaq er der midnatssol i knap fire måneder og tilsvarende fire måneder med mørke - men dog nordlys - om vinteren. 

Arktis's ekstreme forhold

Man definerer også Arktis som landet, der ligger nord for trægrænsen – og med denne definition består Arktis af 7,5 millioner km2 eller ca. 5,5 % af landoverfladen på Jorden.

Fakta

Denne artikel er den sjette af ti i serien Grønland – en tikkende klimabombe. Her kan du få overblik over de faktorer, der styrer klimaet, samt de udfordringer Arktis står overfor, hvis den globale udledning af CO2 ikke reduceres.

Artiklerne er skrevet af seniorforsker Peter Bondo Christensen, Aarhus Universitet og Lone Als Egebo, lektor på Hasseris Gymnasium.

Næste artikel bringes om en uge.

Dyr, planter og andre levende organismer må være godt tilpasset for at overleve i Arktis. Ud over de lave temperaturer både sommer og vinter og et langvarigt is- og snedække i vinterperioden, har Arktis som nævnt lange perioder med manglende eller kun lidt sollys. Det er temmelig ekstreme forhold at leve under, og kun få arter har tilpasset sig det miljø. Arktis er derfor fattig på arter. Man siger at området har en lav biodiversitet.

Ved Grønland foregår det meste liv i den del af havet der ikke er frosset – eller langs kysten. Længere inde på land er jorden dækket af et permanent snelag – Indlandsisen, som nogle steder er flere kilometer tyk.

Kuldetilpasninger i Arktis

Der er mange forskellige måder at være tilpasset kulde. Pattedyr og fugle, som er ensvarme dyr, producerer selv deres varme og opretholder derved en ensartet kropstemperatur. Men det er ’dyrt’ at holde varmen i Arktis, og dyrene forsøger at undgå et alt for stort varmetab ved enten at være udstyret med et tykt pels- og fedtlag, som fx isbjørnene, eller med et isolerende spæklag, som fx hvalrosserne har. 

Figur 6.2 Nordlys over Grønland
Nordlys opstår når Solens elektrisk ladede partikler støder sammen med molekyler og atomer i Jordens atmosfære. (Foto: Peter Bondo Christensen).

Men selv med en varm pels eller et tykt spæklag er varmetabet på dyrenes lemmer relativt større end på resten af kroppen på grund af lemmernes store overflade. Mange dyr reducerer dette varmetab ved hjælp af det såkaldte modstrømsprincip, der fungerer ved, at blodårerne med det varme blod, der løber fra kroppen mod arme og ben (arterier), ligger tæt omsluttet af blodårerne med det køligere modsat-strømmende blod (vener). Hermed overføres varmen fra arterierne til venerne, og blodet bliver varmet op, inden det løber tilbage i kroppen. På denne måde afgiver dyrene heller ikke så meget af varmen til de kolde omgivelser, se figur 6.4. 

De små pattedyr overlever ved at tilbringe vinteren beskyttet under et tykt lag sne. Det er fx sådan lemmingerne overlever (se kapitel 10).

Kun fire fugle klarer den højarktiske vinter

Fuglenes fjer er en god isolering mod kulden. Nogle gange kan der være op til 100 graders forskel  mellem  temperaturen  i  luften og fuglenes høje kropstemperatur (-50 °C og +45 °C). Der er kun fire fugle, der kan overleve den barske højarktiske vinter: Ravn, sneugle, fjeldrype og hvidsisken. Ravn og sneugle er store fugle, og sneuglen har masser af fjer, der dækker ben og næb. Hvidsisken er derimod en lille planteæder og man ved faktisk ikke rigtig, hvordan den overlever vinteren i mørke, hvor det meste af vegetationen er dækket af sne. 

Figur 6.3 Isbjørn og hvalros
Isbjørn, hvalros og sæl holder varmen bag et isolerende spæklag og en tyk pels. (Foto: Manuel Elviro Vidal og Peter Bondo Christensen).

Alle andre organismer end pattedyr og fugle er vekselvarme. Det betyder at deres temperatur svinger i takt med omgivelsernes. Derfor er der som regel kun mulighed for aktivitet eller vækst i den korte frostfrie periode af året, og dyr som padder og krybdyr mangler da også helt i Arktis.

De fleste vekselvarme smådyr ’overlever’ den arktiske kulde ved at lægge æg, som kan tåle kulden, mens andre smådyr eller fisk tilpasser sig frostgrader ved enten at lade sig underafkøle eller ved at være decideret frysetolerante. Ved underafkøling danner dyret enten glycerol eller nogle sukkerstoffer i kropsvæsken, som sænker væskens frysepunkt. De frysetolerante dyr danner nogle såkaldt antifryse-proteiner, så kropsvæsken tåler at fryse, idet proteinerne sørger for, at der sker en kontrolleret dannelse af iskrystaller i kropsvæsken.

Arktiske planter har udviklet en særlig strategi for at klare frosten. De sender hurtigt vand ud af cellerne, så der ikke når at blive dannet iskrystaller inde i cellerne, når det fryser.

Figur 6.4 Varme poter i en kold verden
Cirkulationen af blod i et ben hos arktiske dyr sker som varmeudveksling ved modstrømsprincippet. Varmen overføres fra den tilførende arterie til den fraførende vene.

Nogle insekter har en slags ”anti-frostvæske” i kroppen – så de kan modstå temperaturer helt ned til 12 graders frost uden at fryse til is. Andre arter kan tåle at blive frosset ned, og for at beskytte sig mod iskrystallernes skadelige virkninger på cel-lerne i kroppen har insekterne en høj koncentration af bestemte sukkerstoffer i blodet og i kropsvæsken.

Et varmere Arktis giver ændrede livsbetingelser

Den lange kuldeperiode i Arktis udgør en naturlig barriere over for biologisk invasion fra andre egne af verden, da de fleste levende organismer har svært ved at overleve det ekstreme klima. Men i takt med at klimaet ændrer sig i Arktis, ændrer livsbetingelserne for planter og dyr sig også, og det betyder at nye arter vil indvandre. 

Umiddelbart vil et mildere klima betyde, at flere dyr og planter kan overleve i Arktis. Det ser man allerede eksempler på i Nordøstgrønland. Her er vækstsæsonen forlænget med omkring 50 %. Det har givet mere føde til fx moskusokserne, og bestanden er visse steder vokset med op til 30 % gennem de sidste 10 år. Langtidseffekterne er dog vanskelige at spå om. Man kan godt forestille sig at moskusokserne på længere sigt vil få sværere ved at skaffe føde, fordi mere sne og hyppigere tøvejr om vinteren danner skorper af is, som dyrene har svært ved at gennembryde i deres jagt på føde.

Havisen er både til fødsel og jagt

Figur 6.5 Sneugle og ravn
Fuglene bruger fjer til at isolere sig mod kulden. (Foto: Gilg & Sabaed/GREA og Lars Holt Hansen).

Lemmingen, som er den eneste gnaver i Grønland, mærker også det varmere klima. De overlever den strenge vinter dybt under sneen. Her har de fred for sultne rovdyr, og her bygger de deres reder og sikrer flere kuld af unger. Uden sneens beskyttelse forsvinder mange af dem i maven på grådige rovdyr. Så kommer der ikke nær så mange unger til verden, og færre lemminger spiller ind på hele fødekæden. Polarræven får færre unger, når der er få lemminger, og kjover får kun unger på vingerne i år med rigtig mange lemminger (se kapitel 10). 

Visse dyr er helt afhængige af stabile isforhold på havet. Det gælder bl.a. sæl, isbjørn, narhval og hvalrosser. Havisen kan være et godt opholdssted, bl.a. med huler til ungerne, og et helt nødvendigt jagtområde. Når havisen svinder ind, påvirker det i høj grad de dyr, der på en eller anden måde er knyttet til de specielle forhold her.

Undervisningsmateriale om klimaforandringer

Denne artikel er den sjette af ti i serien "Grønland – en tikkende klimabombe". Her kan du få overblik over de faktorer, der styrer klimaet, samt de udfordringer Arktis står overfor, hvis den globale udledning af CO2 ikke reduceres.

Artiklen indgår desuden i undervisningsmateriale, hvori lærer du om de klimaforandringer, der finder sted i Arktis som følge af den globale opvarmning. Her er baggrundsstof kombineret med de nyeste data og klimamodeller, så grundlæggende viden kommer på plads samtidig med at undervisningen bliver helt aktuel.

  • Undervisningsmateriale til denne artikel (på vej)

Materialet er delt i 10 kapitler som kan læses uafhængigt af hinanden. I tilknytning til hvert kapitel er der arbejdsspørgsmål og opgaver (under udarbejdelse) samt links til yderligere fordybelse. Materialet er primært beregnet for elever med biologi, naturvidenskabeligt grundforløb eller naturvidenskabelig fagpakke i gymnasiet.

Artiklerne er skrevet af seniorforsker Peter Bondo Christensen, Aarhus Universitet og Lone Als Egebo, lektor på Hasseris Gymnasium.

Se alle artiklerne her (udkommer på Videnskab.dk i løbet af foråret 2012):

Lyt på Videnskab.dk!

Hver uge laver vi digital radio, der udkommer i form af en podcast, hvor vi går i dybden med aktuelle emner fra forskningens verden. Du kan lytte til den nyeste podcast i afspilleren herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Har du en iPhone eller iPad, kan du finde vores podcasts i iTunes og afspille dem i Apples podcast app. Bruger du Android, kan du med fordel bruge SoundClouds app.
Du kan se alle vores podcast-artikler her eller se hele playlisten på SoundCloud