6.5 Klimaendringer, artsmangfold og evolusjon

Et kappløp mot klokken

Livet på jorden har alltid tilpasset seg endringer. Gjennom millioner av år har arter utviklet seg i takt med klimaet -- noen har tilpasset seg istider, andre har tilpasset seg varmeperioder. Evolusjon er naturens verktøy for tilpasning, og det har fungert bemerkelsesverdig godt i fire milliarder år.

Men nå er reglene endret.

Klimaendringene vi opplever i dag skjer raskere enn noen gang i jordas historie. Og det er dette tempoet som gjør situasjonen så alvorlig. Naturlig tilpasning gjennom evolusjon krever mange generasjoner -- hundrevis, tusenvis, noen ganger hundretusenvis av år. Men klimaet endrer seg i løpet av bare tiår. Det er som å forlange at du skal lære et nytt språk på fem minutter.

Arter kan reagere på klimaendringer på tre måter. De kan tilpasse seg gjennom evolusjon eller akklimering. De kan flytte seg til nye, mer egnede områder. Eller de kan dø ut hvis verken tilpasning eller flytting er mulig.

Forskere advarer om at vi er inne i det de kaller den sjette masseutryddelsen i jordas historie. De fem foregående ble utløst av naturkatastrofer som asteroidenedslag og vulkanutbrudd. Denne gangen er det menneskelig aktivitet -- klimaendringer, habitatødeleggelse og forurensning -- som driver artsutryddelsen. Og den skjer i et tempo som gir naturen liten tid til å reagere.

Når arter flytter på seg

Når det blir varmere, skjer det noe forutsigbart med artenes utbredelse: de flytter seg mot kaldere områder. Det betyr nordover (mot polene) og oppover i fjellet. Marine arter kan også flytte seg til dypere eller kaldere vann.

Vi ser dette over hele verden. Arter som tidligere bare fantes i Sør-Norge, dukker nå opp lenger nord. Hjort og villsvin sprer seg nordover. I havet endrer fiskestammene utbredelse. Skoggrensen kryper oppover i fjellet, centimeter for centimeter, år for år.

Men denne forskyvningen av leveområder skaper problemer. Det oppstår nye artskonflikter når arter som aldri før har konkurrert, plutselig deler leveområde. Et godt norsk eksempel er kampen mellom rødreven og fjellreven. Rødreven er større, mer konkurransedyktig og tilpasset et varmere klima. Når temperaturen stiger, sprer den seg inn i fjellrevens territorium -- høyfjellet. Fjellreven, som er spesialtilpasset det tøffe fjellklimaet, er dårligere rustet i direkte konkurranse og presses stadig lenger oppover og nordover. I tillegg bringer sørlige arter med seg nye sykdommer og parasitter som nordlige arter ikke har forsvar mot.

En av de mest urovekkende konsekvensene er det forskerne kaller fenologisk mismatch -- en tidsmessig uoverensstemmelse mellom arter som er avhengige av hverandre. Ulike arter reagerer ulikt på temperaturendringer, og tidspunktet for viktige hendelser i livssyklusen -- når insekter klekkes, når planter blomstrer, når fugler ankommer fra trekkområdene -- stemmer ikke lenger overens. For eksempel kan insekter klekkes tidligere om våren på grunn av varmere temperaturer, mens trekkfugler som spiser insektene ankommer til «vanlig» tid. Fuglene går glipp av mattoppen, og ungene deres får mindre mat.

Truede økosystemer -- noen har ingen steder å flykte

Noen økosystemer er spesielt sårbare for klimaendringer, fordi artene som lever der har begrensede muligheter til å flytte seg eller tilpasse seg.

Korallrev er kanskje det mest dramatiske eksemplet. Koraller lever i en intim symbiose med bittesmå alger kalt zooxantheller. Algene bor inne i korallvevet og forsyner korallene med næring gjennom fotosyntese, mens korallene gir algene beskyttelse og CO₂. Når vannet blir for varmt -- bare 1-2 grader over normalen -- blir dette samarbeidet forstyrret. Korallene støter ut algene i en prosess kalt korallbleking, fordi korallene uten de fargerike algene blir hvite. Uten algene mister korallene sin viktigste næringskilde og kan dø. Great Barrier Reef har opplevd gjentatte blekningshendelser, og korallrev verden over er i fare. Det er alvorlig fordi korallrev, som dekker under 1 % av havbunnen, huser hele 25 % av alle marine arter.

Arktiske økosystemer er også ekstremt sårbare. Havisen smelter, og dyr som isbjørn, sel og hvalross mister leveområdene sine. Permafrosten -- den permanent frosne bakken -- tiner, og frigjør metan som forsterker oppvarmingen ytterligere. Tundraen krymper etter hvert som skoggrensen kryper nordover, og arktiske arter presses mot kysten og polene med stadig mindre plass.

Fjelløkosystemer har et særlig problem: de som lever på toppen, har bokstavelig talt ingen steder å flytte. Skoggrensen kryper oppover, fjellplanter og dyr får mindre og mindre areal, og fjelltopper blir smalere jo høyere opp man kommer. En art som allerede lever nær toppen av et fjell har ingen fluktmulighet oppover. I Norge ser vi dette tydelig med fjellreven som mister terreng til rødreven -- det er som å bli presset ut på kanten av en klippe.

Kan evolusjon redde artene?

Her kommer vi til det store spørsmålet. Evolusjon er endring i en populasjons genetiske sammensetning over generasjoner gjennom naturlig utvalg. De individene som har egenskaper som passer best til miljøet, overlever og formerer seg mest, og fører sine gener videre. Over tid endrer populasjonen seg. Kan denne prosessen redde arter fra klimaendringene?

Svaret er: for noen ja, for de fleste nei -- og det handler om tid.

Arter med kort generasjonstid kan tilpasse seg relativt raskt. Bakterier kan gjennomgå hundrevis av generasjoner på et år. Insekter kan gjennomgå flere generasjoner på en sesong. Noen insekter har allerede utviklet økt toleranse for høyere temperaturer, og noen fuglearter legger egg tidligere fordi individer som hekker tidlig, får flere overlevende unger.

Men arter med lang generasjonstid -- store pattedyr som elefanter og hvaler, trær som bruker tiår på å bli forplantningsdyktige -- har rett og slett ikke nok generasjoner til å tilpasse seg. Klimaendringene skjer 10-100 ganger raskere enn det de fleste arter kan tilpasse seg gjennom evolusjon.

Det som avgjør om en art kan holde tritt, er flere faktorer: generasjonstiden, størrelsen på populasjonen (store populasjoner har mer genetisk variasjon å jobbe med), mengden genetisk variasjon i populasjonen (flere varianter betyr flere muligheter for at noen individer er tilpasset de nye forholdene), og om arten har mulighet til å migrere til nye områder. Arter i norske fjell, som fjellreven, scorer dårlig på flere av disse faktorene -- liten populasjon, begrenset fluktmulighet, og for lang generasjonstid til å tilpasse seg genetisk.

Svarthvit fluesnapper -- en fugl i utakt

Et av de best dokumenterte eksemplene på fenologisk mismatch handler om den svarthvite fluesnapperen, en trekkfugl som reiser fra Afrika til Nord-Europa hver vår for å hekke.

Historien er egentlig ganske enkel, men den illustrerer problemet perfekt. Varmere klima gjør at våren starter tidligere i Nord-Europa. Trærne får blader tidligere, og insektene som lever i skogen klekkes tidligere. Det oppstår en insekttopp -- en periode med enormt mange insekter -- som er ideell for å mate unger. Men denne toppen kommer nå tidligere enn før.

Problemet er at fluesnapperen befinner seg i Afrika når alt dette skjer. Den får ingen signaler om at våren i Europa er tidligere enn normalt. Fuglen følger sin innebygde biologiske klokke og reiser nordover til «vanlig» tid. Men når den endelig ankommer hekkeplassen, er den store insekttoppen allerede over.

Konsekvensen er brutal: ungene får mindre mat, færre unger overlever, og bestanden går ned over tid. Det er ikke temperaturen i seg selv som er problemet -- det er at tidspunktene for ulike hendelser i økosystemet ikke lenger stemmer overens.

Eksempelet med fluesnapperen minner oss om at økosystemer er komplekse nettverk av gjensidige avhengigheter. Når én brikke forskyves, påvirkes alle de andre.

Oppsummering

I dette kapittelet har vi utforsket det dramatiske kappløpet mellom klimaendringer og naturens evne til å tilpasse seg.

Arter kan reagere på klimaendringer på tre måter: tilpasse seg (evolusjon eller akklimering), flytte seg (migrasjon), eller dø ut. Problemet er at dagens endringer skjer så raskt -- 10-100 ganger raskere enn de fleste arter kan tilpasse seg -- at mange ikke rekker å reagere. Forskere advarer om at vi er inne i den sjette masseutryddelsen, denne gangen drevet av menneskelig aktivitet.

Arter flytter seg nordover og oppover i fjellet, noe som skaper nye artskonflikter -- som rødreven som presser fjellreven i Norge. Fenologisk mismatch oppstår når arter som er avhengige av hverandre reagerer ulikt på temperaturendringer, slik at viktige hendelser ikke lenger sammenfaller i tid. Fluesnapperen som ankommer for sent til insekttoppen er et tydelig eksempel.

Noen økosystemer er spesielt sårbare: korallrev opplever bleking når vannet blir for varmt (korallene støter ut algene de lever i symbiose med), arktiske økosystemer mister havis og permafrost, og fjelløkosystemer har det problemet at artene på toppen ikke har noen steder å flykte.

Evolusjon kan hjelpe arter med kort generasjonstid (bakterier, insekter), men arter med lang generasjonstid (store pattedyr, trær) har rett og slett ikke nok tid. Faktorer som avgjør tilpasningsevnen er generasjonstid, populasjonsstørrelse, genetisk variasjon og migrasjonsmuligheter.