3.6 Populasjonsøkologi og samspill

Naturen er aldri stille

I en norsk fjellverden skjer det et drama hvert tredje til fjerde år. Plutselig er det lemen overalt -- de kryper langs stier, gjemmer seg under steiner og løper over snøen. Snøuglene dukker opp som om de visste det kom til å skje. Fjellreven får mange valper. Og så, like brått, er det nesten tomt igjen. Lemenene er borte. Uglene forsvinner. Fjellreven sliter.

Dette er ikke kaos. Det er populasjonsøkologi i aksjon -- vitenskapen om hvordan bestander av dyr og planter vokser, svinger og reguleres. Og det handler like mye om samspillet mellom artene som om artene selv.

I dette kapittelet skal vi utforske naturens skjulte spilleregler. Vi skal se på hva som bestemmer hvor mange individer det kan være av en art i et område, hvorfor bestander svinger opp og ned, og hvilke fascinerende former for samarbeid og konflikt som finnes mellom artene i et økosystem.

Populasjoner -- fra vekst til bæreevne

En populasjon er alle individene av samme art som lever i et bestemt område til en bestemt tid. Alle elgene i Nordmarka er en populasjon. Alle torskeindividene i Barentshavet er en annen.

Populasjonens størrelse bestemmes av fire faktorer: fødselsrate, dødsrate, innvandring og utvandring. Når det fødes flere enn det dør, og det kommer flere inn enn det drar ut, vokser populasjonen.

Men hva skjer når en populasjon har ubegrensede ressurser? Da kan den vokse eksponentielt -- stadig raskere og raskere, som en J-kurve. Tenk deg bakterier som deler seg hvert 20. minutt. Etter noen timer er det milliarder. I naturen skjer eksponentiell vekst sjelden over lang tid, men det kan oppstå midlertidig -- for eksempel når en art innføres til et nytt område uten fiender.

I virkeligheten møter alle populasjoner en grense: bæreevnen (K). Det er det maksimale antallet individer et område kan opprettholde over tid, basert på tilgjengelige ressurser som mat, vann og plass. Når populasjonen nærmer seg bæreevnen, avtar veksten og kurven flater ut. Dette gir en S-kurve (logistisk vekst).

Hvis populasjonen overskrider bæreevnen, er det ikke nok ressurser til alle. Individer dør av sult eller sykdom, og populasjonen synker tilbake. Ofte svinger den rundt bæreevnen -- litt over, litt under, i en evig dans mellom vekst og begrensning.

Regulerende faktorer -- hva holder bestander i sjakk?

Hvorfor oversvømmes ikke verden av kaniner eller lemen? Fordi naturen har innebygde bremser -- regulerende faktorer som holder populasjoner i sjakk.

Disse faktorene deles i to typer. Tetthetsavhengige faktorer virker sterkere jo tettere populasjonen er. Når det er mange individer på et lite område, øker konkurransen om mat og plass. Sykdommer sprer seg lettere i tette bestander. Og rovdyr fanger lettere byttedyr når det er mange av dem. Alt dette bremser veksten.

Tetthetsuavhengige faktorer rammer derimot uavhengig av hvor mange individer det er. En skogsbrann dreper like mange trær enten det er en tett eller glissen skog. En flom ødelegger like mye uansett populasjonsstørrelse. Ekstremvær, naturkatastrofer og menneskelig forurensning er alle tetthetsuavhengige faktorer.

Et av de mest fascinerende eksemplene på tetthetsavhengig regulering er lemensvingningene i norske fjell. Lemen formerer seg raskt og kan få mange kull per sesong. I gode år eksploderer bestanden. Men da beites vegetasjonen hardt ned, og matmangel rammer. Samtidig tiltrekkes rovdyr som fjellrev, snøugle og røyskatt av den rike maten. Flere rovdyr dreper flere lemen, og bestanden kollapser.

Men her er det en forsinkelse. Rovdyrbestanden vokser etter at lemenbestanden har nådd toppen, og den er fortsatt stor når lemenbestanden allerede synker. Denne forsinkelsen presser lemenbestanden enda lenger ned. Først når rovdyrene også dør eller trekker bort, kan lemenbestanden begynne å vokse igjen -- og syklusen starter på nytt.

Samspill mellom arter -- naturens relasjoner

I et økosystem lever artene ikke isolert. De påvirker hverandre hele tiden, på godt og vondt. Forskere deler samspillformene inn etter om artene har nytte (+), skade (-) eller ingen effekt (0) av forholdet.

Konkurranse (-/-) oppstår når to arter bruker de samme ressursene. Begge taper. Et godt eksempel fra norsk natur er forholdet mellom rødrev og fjellrev. Rødreven er større og sterkere, og på grunn av mildere klima har den spredd seg høyere opp i fjellet. Der utkonkurrerer den den sårbare fjellreven.

Predasjon (+/-) er forholdet mellom rovdyr og byttedyr. Gaupa som jakter hare har nytte, men haren betaler prisen. Predasjon regulerer byttedyrbestander og er en viktig drivkraft i økosystemet.

Parasittisme (+/-) ligner predasjon, men parasitten dreper vanligvis ikke verten med en gang. I stedet lever den på eller i verten over lang tid og henter næring. Flått som suger blod fra en elg er et typisk eksempel. Bendelorm i tarmen til et pattedyr er et annet.

Mutualisme (+/+) er det vakreste samspillet i naturen -- begge artene har nytte. Bier som pollinerer blomster og får nektar tilbake. Sopp og trær som danner mykorrhiza -- soppen hjelper treet med å ta opp mineraler og vann gjennom sitt enorme nettverk av sopptråder, og treet gir soppen sukker fra fotosyntesen.

Kommensalisme (+/0) betyr at den ene arten har nytte, mens den andre verken skades eller hjelpes. En fugl som hekker i et tre får beskyttelse, men treet merker det knapt.

Rovdyr-byttedyr-dynamikk og klimaendringers effekt

En av de mest studerte samspillformene i naturen er forholdet mellom rovdyr og byttedyr. Tenk deg et økosystem med gaupe og hare.

Når harebestanden er stor, har gaupene mye mat. De reproduserer godt, og gaupebestanden vokser. Men flere gauper betyr at flere harer fanges. Harebestanden synker. Med færre harer får gaupene mindre mat, og gaupebestanden synker til slutt også. Med færre gauper kan harebestanden begynne å vokse igjen -- og syklusen gjentar seg.

Det som gjør dette mønsteret så interessant, er forsinkelsen. Gaupebestanden topper seg alltid etter harebestanden, fordi det tar tid å reprodusere. Resultatet er to kurver som svinger i takt, men litt forskjøvet i tid -- en av de vakreste mønstrene i økologien.

Men hva skjer når klimaet endres? I norske fjell ser vi allerede konsekvensene. Mildere vintre gjør at rødreven trekker høyere opp i fjellet. Der møter den fjellreven, og konkurransen er brutal. Rødreven er større, sterkere og mer tilpasningsdyktig.

For fjellreven betyr dette at bæreevnen reduseres. Leveområder krymper. Tilgangen på mat minsker fordi rødreven jakter på de samme byttedyrene. Fjellreven er allerede kritisk truet (CR) i Norge, og konkurransen med rødreven er en av hovedårsakene.

Dette viser hvordan populasjonsdynamikk ikke bare handler om tall og kurver. Det handler om virkelige dyr, i virkelige økosystemer, som påvirkes av endringer vi mennesker setter i gang. Klimaendringer endrer samspillet mellom arter, og konsekvensene kan være dramatiske.

Oppsummering

I dette kapittelet har vi utforsket populasjonsøkologi og samspill mellom arter.

En populasjon er alle individene av samme art i et bestemt område. Populasjonsstørrelsen styres av fødselsrate, dødsrate, innvandring og utvandring. Med ubegrensede ressurser vokser populasjonen eksponentielt (J-kurve), men i virkeligheten flater veksten ut ved bæreevnen (K) og gir en S-kurve.

Tetthetsavhengige faktorer (konkurranse, sykdom, predasjon) virker sterkere i tette bestander. Tetthetsuavhengige faktorer (brann, flom, ekstremvær) rammer uavhengig av populasjonsstørrelse.

Arter samspiller på ulike måter: konkurranse (-/-), predasjon (+/-), parasittisme (+/-), mutualisme (+/+) og kommensalisme (+/0). Rovdyr-byttedyr-svingninger viser karakteristiske sykluser der rovdyrbestanden svinger med en forsinkelse etter byttedyrbestanden.

Klimaendringer påvirker populasjonsdynamikken. Rødrevens utbredelse til høyere fjellområder truer fjellreven gjennom økt konkurranse og redusert bæreevne.