Arktiske planter er mere hårdføre end forventet

Den vidtstrakte arktiske tundra er et skovløst landskab med små, skrøbelige arktiske blomster og plantevækster.

Her er ingen træer, kun et dække af dværgbuske af blandt andet pilearter, græsser og halvgræsser. I fugtige områder er mosser fremtrædende, og på tørre steder laver. Det virker som et udsat og skrøbeligt økosystem.

Men nu har et nyt studie - publiceret i det videnskabelige tidsskrift Ambio - afsløret, hvor hårdføre de små arktiske plantevækster kan være.

I 2011 ramte en katastrofe Kobbefjorden lige uden for Grønlands hovedstad, Nuuk. På et par måneder formåede et udbrud af sommerfuglelarver at æde størstedelen af vegetationen omkring Kobbefjorden.

Artiske planter forbløffede forskerne

Forskerne troede ikke, at de små og langsomt voksende arktiske planter nogensinde ville komme sig. Men det, der skete, var fuldstændig uventet.

For ikke alene skød busk og krat nye blade i årene efter angrebet; de var både grønnere, mere løvrige og livskraftige end nogensinde før.

»I løbet af et udbrud kan man slet ikke sætte en fod på jorden uden at træde på en larve. De er simpelthen overalt,« fortæller Katrine Raundrup, der er medforfatter på studiet, ph.d.-studerende og forsker ved Pinngortitaleriffik - Grønlands Naturinstitut.

»Vi troede, at planterne blev udsat for så stor en belastning, at de ikke ville være i stand til at regenerere, men det viste sig at være stik modsat, for de kom i den grad tilbage,« forklarer Katrine Raundrup. Hun tilføjer:

»Tundraen er måske meget mere robust og modstandsdygtig, end de fleste ville tro.«

Arktiske planter er mere hårdføre end skandinaviske skove

I løbet af en normal livscyklus vil planter - som eksempelvis de arktiske - spire frem, skyde knopper og blade, stå i flor og så visne. Men den normale reproduktive cyklus fandt ikke sted de følgende to år efter larveangrebet.

»Planterne producerede næsten ingen knopper eller blomster,« fortæller Katrine Raundrup.

I stedet for at bruge deres energi på reproduktion, investerede pilebuskene på tundraen i store, voksende, frodige, grønne blade.

Billeder taget af vegetationen omkring Kobbefjorden - samt billedanalyse af satellitfotos af området - bekræftede, at planterne voksede så godt, at de var markant mere grønne og fyldige end før angrebet.

»Det står i skarp kontrast til insektudbrud i nordlige skovområder, hvor skadedyr faktisk kan dræbe hele skoven,« fortæller Jane Jepsen, der er økolog og seniorforsker ved Norsk Institut for Naturforskning (NINA) i Tromsø.

Jane Jepsen studerer de skandinaviske skove, som jævnligt bliver angrebet af skadedyr.

»I nordlige skovområder, blandt andet vores skove i Skandinavien, forårsager insektudbruddene massiv dødelighed, og udbruddene er skyld i mere langsigtede effekter. Men hér er der tale om en kort effekt, som faktisk har gødet systemet,« fortæller Jane Jepsen, der ikke var involveret i den nye forskning.

»Men det har omkostninger; selvom planterne vokser bedre i årene efter udbruddet, så danner de ikke reproduktive organer; blomsterstande eller rakler. Så der er omkostninger, i hvert fald på kort sigt,« fortæller hun.

Sommerfuglelarverne forårsagede CO2 i atmosfæren

Skadeomfanget forårsaget af larveudbruddet kan ses på billederne, taget før og efter angrebet med et automatisk kamera, der havde udsigt over feltstationsområdet ved Kobbefjorden.

Larverne tog så meget for sig af græsser, halvgræsser og buske, som arktisk pil og dværgbirk, at de endda forstyrrede det lokale kulstofkredsløb.

»I 2011 så vi nogle umiddelbare ændringer som følge af larveangrebet, hvor bladene på plantevæksten næsten blev tilintetgjort. Det betød, at den mængde CO₂, som planterne normalt optager fra atmosfæren og så fikserer i jorden, næsten er stoppet. Så der var ingen akkumulering af CO₂ i jorden det år,« forklarer Katrine Raundrup.

Forskerne holdt nøje øje med, hvor meget CO₂ der blev udvekslet mellem jord, planter og atmosfæren, både før, i løbet af og efter angrebet.

De estimerede, at der over hele det 32 km² store område forblev et sted mellem 1.210 til 1.470 tons kulstof i atmosfæren som følge af de skader, som larveangrebet forårsagede.

Ifølge International Civil Aviation Organizations CO₂-beregner svarer det til seks gange tur-retur fra New York til Beijing med et passagerfly.

Planternes store comeback

Katrine Raundrup og hendes kollegaer var ved at registrere resultaterne af, hvordan det lokale kulstofskredsløb var blevet forstyrret af de tusindvis af raserende, grådige sommerfuglelarver, da de opdagede, at angrebet foryngede planterne.

Forskerne fortsatte med at overvåge CO₂-udvekslingen mellem planter, jord og atmosfære, der også så ud til at komme sig oven på larvernes forslugenhed.

»Planterne fikserede en masse CO₂, fordi de producerede så mange blade - meget mere CO₂ end tidligere målt,« fortæller Katrine Raundrup.

De nye blades ekstra fotosyntese mere end kompenserede for den mængde CO₂, der blev 'tabt' i forbindelse med angrebene i 2010 og 2011. Ikke dårligt gået af så små planter, hvoraf de fleste knap nok når op i ankelhøjde.

»Studiet er ét ud af ganske få studier, som dokumenterer implikationerne af insektudbrud i tundramiljøer,« udtaler Jane Jepsen, som er imponeret over de små hårdføre planters evne til at komme sig. Hun tilføjer:

»Selvom et insektudbrud kan være ødelæggende, viste det sig, at det også kan virke som gødning.

Insektudbrud er indikator på klimaforandringer

Forskerne ved ikke med sikkerhed, hvorfor udbruddene finder sted (se faktaboks samt boksen under artiklen).

Det nye studie leverer heller ikke nye, signifikante ledetråde, der kan være med til at forklare, hvor ofte udbrud fremover kan finde sted i Grønland.

På trods af, at man tidligere har oplevet udbrud på øen, er det nemlig det første omfattende studie omhandlende insektudbrud i Grønland.

Forskerne er dog sikre på én ting: I takt med at Arktis, som følge af klimaforandringerne, bliver varmere, ekspanderer insekterne deres geografiske områder i nordlig retning for at overleve og formere sig.

»Insekterne bliver styret af omgivelsernes temperatur; de producerer ikke deres egen varme. Det betyder, at insekterne er én af de organismer, der reagerer meget hurtigt på klimaet. De er så og sige en god indikator for klimaforandringerne i Arktis,« forklarer Jane Jepsen.

»De mildere temperaturforhold forbedrer selvfølgelig også ofte forholdene for insekterne og har en effekt på både deres udvikling i løbet af sæsonen og måske også på deres geografiske udbredelsesområde, hvor de lever og forplanter sig. Så det er forventeligt som følge af temperaturstigningerne; der vil være et større område, som risikerer insektudbrud,« slutter Jane Jepsen.

Tag med på rundtur ved Kobbelfjord forskningsstation og få mere at vide om alle de forskellige aktiviteter ved hjælp af vores interactive kort. (Kort: Mette Friis-Mikkelsen/ Videnskab.dk)

Denne artikel er oprindeligt publiceret hos ScienceNordic. Oversat af Stephanie Lammers-Clark