Klimaforandringer kan sætte økosystemerne over styr
Klimaforandringerne står bag ændringer i planter og dyrs årstidsbestemte adfærd over hele fødekæden. Dermed kan ændringerne i klimaet forandre synkroniteten i hele økosystemer i fremtiden.

Klimaforandringer er allerede nu skyld i store ændringer i tidspunktet for vigtige årstidsbestemte biologiske hændelser såsom mange arters formering og migration.

Og ifølge et nyt studie - udgivet i tidsskriftet Nature - ser denne tendens ud til at fortsætte.

Forskerne studerede flere end 800 forskellige plante- og dyrearter fra hele fødekæden for at se, hvornår de er mest sårbare over for ændringer i klimaet, og hvilken effekt det vil have på afgørende biologiske hændelser i løbet af deres livscyklus. For eksempel i forhold til blomstring samt fisk og fugles æglægning og migration.

»Det er en meget stor evaluering af forandringerne i Storbritannien, som sammenbringer data fra længerevarende monitoreringsprogrammer og borgervidenskab,« fortæller Stephen Thackeray fra Centre for Ecology & Hydrology ved Lancaster University i Storbritannien.

Forskerne afslørede et komplekst billede af årstidsbestemt adfærd under forandring blandt arter i hele fødekæden - både rov- og byttedyr - på forskellige tidspunkter af året. Forandringer, som i sidste ende kan sætte synkroniteten i hele økosystemer over styr.

»Arter i forskellige led i fødekæden har reageret meget forskelligt på temperaturforandringerne. Det kan have en effekt på rov- og byttedyrenes indbyrdes forhold såvel som formering og overlevelse og slutteligt biodiversiteten,« forklarer Thackeray.

LÆS OGSÅ: Miljøforandringer kan overhale genetisk tilpasning

Borgervidenskab har skabt et væld af data 

Forskerne benyttede en enorm database af miljømæssige observationer indsamlet af borgervidenskabsmænd og længerevarende overvågningsprogrammer fra hele Storbritannien i løbet af de seneste 40 år for at sammenligne tidspunktet for tilbagevendende biologiske hændelser som parring og migration.

Datamængden dækker arter fra praktisk talt hele fødekæden på land og til vands og inkluderer padder, fugle, alger, krebsdyr, fisk, insekter, pattedyr og planter.

»Vi ville gerne se, om der var grupper af arter, som reagerede på temperaturen og nedbør - regn og sne - på helt bestemte måder. Så vi var nødt til at se, hvordan de reagerede på klimaet i løbet af særlige perioder, og for at kunne gøre det, udviklede vi nye, statistiske metoder,« forklarer Thackeray. (Se også boksen under artiklen)

klimaforandringer fødekæde biodiversitet miljø forskning

Data fra UK Butterfly Monitoring Scheme's indeholdt optegnelser af observationer af sommerfugle som denne, en almindelig blåfugl. (Foto: Heather Lowther/Centre for Ecology & Hydrology)

LÆS OGSÅ: Borgervidenskab er kommet for at blive

Største klima-evaluering af sin slags

Cirka 10.000 datasæt indeholdende 370.000 observationer blev indsamlet - heriblandt tidspunktet for, hvornår planterne blomstrede eller producerede blade, blomster eller frugt, hvornår fuglene lagde deres æg og tog på træk, hvornår fiskene gydede, og hvornår insekterne atter kom frem efter vinteren.

Datasættene blev alle sammenlignet med lokale nedbørs- og temperaturdata for at afsløre, hvad det var, planter og dyr reagerede på, hvornår de reagerede, og hvor kraftig en reaktion de havde.

»Det helt nyskabende er selve evalueringens omfang. Vi har tidligere set studier om klimaets effekter på planter og dyr i fødekædens forskellige led på et lokalt plan, hvor man har set nærmere på en eller to arter fra et par lokaliteter i nærområdet. Men dette er den største evaluering af sin slags,« fortæller Thackeray.

Temperaturen forstyrrer forholdet mellem rov- og byttedyr

Resultatet viste, at der var mange og meget forskelligartede årstidsbestemte forandringer, og visse betydningsfulde tendenser skilte sig ud.

De fleste arter reagerede mere på temperaturforandringerne end nedbørsmængden, og selvom rovdyrenes adfærd ikke ændrede sig synderligt meget som følge af klimaet, kan det samme ikke siges om deres bytte.

»I tidligere studier ved Windermere - Englands største sø - har vi set, at aborrens gydningstidspunkt er rykket til tidligere på året som følge af temperaturen. Samtidigt topper niveauet af plankton - deres føde - også tidligere. Men hastigheden på ændringerne i aborrens gydningstidspunkt er kun halvdelen af plantonens. Så der er i virkeligheden en voksende kløft mellem tilgængeligheden af føde og gydningstidspunktet, som efterfølgende har en stor effekt på overlevelsen af de nye fisk,« siger Thackeray.

Netop det komplekse samspil mellem rov- og byttedyr kan i fremtiden forårsage signifikante forandringer over hele økosystemer.

LÆS OGSÅ: Borgervidenskab på Færøerne hjælper både jægerne og dyrene

Største forandringer i midten af fødekæden

Dyr i midten af fødekæden - de såkaldte primære konsumenter (planteæderne) - kan måske være dem, der kommer til at ændre sig mest, udtaler Thackeray.

Ved hjælp af klimaprojekteringer kan forskerne forudsige, at tidspunktet for de primære konsumenters afgørende biologiske hændelser sandsynligvis vil rykke sig næsten dobbelt så meget som de andre arters, når vi når frem til 2050.

»Ændringerne i tidspunktet kan potentielt ødelægge eksisterende forhold mellem rov- og byttedyr, såvel som skabe nye forhold,« fortæller Thackeray. Han fortsætter:

»Så vi er nødt til at forstå, hvordan fødekæden ændrer sig som svar på disse sæsonmæssige variationer for at afsløre, hvilke arter der er sårbare, og hvilke der er mere modstandsdygtige.« 

klimaforandringer fødekæde biodiversitet miljø forskning

Data om fuglenes parringstid - som denne engpiper - blev indsamlet af British Trust for Ornithology.
(Foto: Heather Lowter/Centre for Ecology& Hydrology)

LÆS OGSÅ: Arktiske marine økosystemer ændrer sig

Ny metode bør bruges i andre lande

Indtil videre har Thackeray og hans kollegaer fokuseret på økosystemerne i Storbritannien, hvor borgenvidenskaben længe har været involveret i en række miljømæssige monitoreringsprogrammer, og hvor man nu har et væld af data at trække på. 

Men er det teknikker, man kan bruge andre steder i verden?

»Intet sted i verden er det samme væld af data tilgængeligt‚« beklager medforfatter på det nye studie, Toke Høye fra Aarhus Universitet. Han var med til at udvikle de statistiske metoder, der var nødvendige for at afkode det enorme datasæt.

»Vi kan replikere det andetsteds og benytte de tilgængelige data, men denne omfattende syntese er kun mulig med data fra Storbritannien,« forklarer han.

»Men jeg har en fornemmelse af, at vores resultater i store træk også er relevante for det sydlige Skandinavien og andre områder i den tempererede klimazone. Måske ikke i så høj grad den arktiske region og andre steder med meget sne. For eksempel har man sne-effekten i den arktiske region, hvor sneen om vinteren tilsidesætter temperaturens og nedbørsmængdens effekter,« forklarer Høye.

LÆS OGSÅ: Alene frygten for rovdyr kan ændre økosystemer

Forskellige områder skal undersøges

I ander regioner - som i Middelhavsområdet - kan regnmængden være den største dæmper på mange af disse biologiske hændelser.

»Jeg håber, at andre forskere kan tage vores tilgang i brug og afprøve den på andre systemer. For eksempel kan regnmængden have stor betydning andre steder,« fortæller Thackeray, som fortsætter:

»Vores resultater er sandsynligvis indikativiske for mange tempererede områder, men i andre regioner vil det være anderledes, og for at forstå disse effekter globalt skal vi undersøge det i forskellige områder.«

Fænologi

Fænologi er læren om klimatiske faktorers indflydelse på periodiske, årligt tilbagevendende livsytringer hos planter og dyr, for eksempel løvspring, løvfald, blomstring, æglægning, fugletræk og vinterdvale.

De levende organismers livsprocesser er tilpasset årstidernes skiften, hvor de årlige ændringer i temperatur og nedbør, samt især af dagslængden, har stor biologisk betydning.

Brug for flere monitoreringsprogrammer og mere borgervidenskab

I Nature skriver Marcel Visser fra afdelingen for dyreadfærd ved Hollands miljøinstitut, at han er imponeret over datamængden, som det nye studie er baseret på, og opfordrer til mere af det samme.

»Vi skal opmuntre og muliggøre arbejdet for både professionelle forskere og borgervidenskabsmænd, der i fællesskab skabte de 379.00 individuelle fænologiske (se faktaboks, red.) observationer, som dette studie er baseret på,« skriver Visser.

»Observationerne af biologiske omslag i - nogle gange bogstaveligt talt - din egen baghave hamrer budskabet om de globale klimaændringer hjem,« tilføjer han.

Denne artikel er oprindeligt publiceret hos ScienceNordic.

Oversat af Stephanie Lammers-Clark

Økosystemernes respons på den globale opvarmning

Hvorfor er billedet af klimaforandringernes effekter så komplekst?

Sker alting ikke bare tidligere og tidligere i takt med, at Jorden bliver varmere?

»Egentlig ikke,« udtaler Toke Høye fra Aarhus Universitet. Han var med til at udvikle de statistiske metoder, der var nødvendige for at afkode det enorme datasæt. 

Biologiske hændelser som løvspring og løvfald eller møllets æg, der udklækkes, er nemlig ofte afhængige af forrige efterårs vejrforhold.

»Forholdene, før vinteren starter, har stor betydning for, hvornår planterne igen er aktive om foråret. Et varmt efterår forsinker forårs- eller efterårsprocessen, f.eks. ift. løvspring og løvfald. Det samme er gældende for et varmt forår. Et varmt forår får træerne til at springe tidligt ud, og et varmt efterår forsinker den samme hændelse,« forklarer Høye.

Så stigende temperaturer på forskellige tidspunkter af året kan have forskellige og ofte modstridende effekter på arter over hele fødekæden.

»Med det nye studie er vi stand til at vise, at det faktisk er et ret udbredt fænomen. Og hvis vi ikke tager højde for disse forskelle, kan vi måske risikere at fejlbedømme ændringerne af tidspunktet for de biologiske hændelser som formering og migration.«

... Eller følg os på Facebook, Twitter eller Instagram.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Det sker