23 sep. 2013

Klimatförändringar och biodiversitet

Gyllene padda, Bufo periglenes, observerad för första gången 1964 och för sista gången 1989, och nu ansedd som utdöd. Bilden från Wikipedia.
Klimat och biodiversitet (biologisk mångfald) hänger intimt ihop. Att olika regioner har olika klimat är kanske den främsta orsaken till jordens stora biodiversitet: olika klimat ställer olika krav på organismer och skapar olika biotoper, från tropiska regnskogar till arktiska tundror; från tropiska korallrev till istäckta polarhav.

De nu pågående klimatförändringarna påverkar olika arters utbredning. Allt eftersom det blir varmare så tenderar arter att flytta sin utbredning norrut (eller söderut på södra halvklotet), eller ibland mot högre höjder eller, för havslevande organismer, mot större djup där det är kallare.  Inte alla arter flyttar på sig, och de som flyttar på sig gör det olika långt. Men metastudier visar på ett tydligt mönster: 80-90% av arter som ändrar på sin utbredning gör det mot kallare områden, d v s i riktning mot polerna eller uppåt.

Samtidigt förändras även många arters tidsmönster, t ex vilken tid på året växter blommar eller fäller sina löv, när olika fågelarter lägger ägg och när äggen kläcks, när insektsägg kläcks. Precis som för utbredningen så sker detta olika för olika arter. Arter som t ex går efter antalet soltimmar ändrar inte alls på sina tidsmönster, medans arter som går efter temperaturen på olika sätt ofta påverkas, och olika mycket.

Så då är allt frid och fröjd? Det är väl bara för arterna att flytta på sig och/eller ändra sina tidsmönster allt eftersom det blir varmare? Så enkelt är det inte: de olika arterna existerar inte i isolering. De är beroende av varandra på många olika sätt: som boplatser, som föda, som värdar för parasiter, som pollinatörer eller fröspridare, och som symbiotiska partners. Dessutom konkurrerar många arter om samma resurser. Det senare är inte minst viktigt: många arter skulle i princip kunna överleva i områden med andra klimatförhållanden är där vi nu finner dem, men i dessa områden finns det bättre anpassade konkurrenter. Dessa beroenden innebär att en ändrad utbredning eller ändrade tidsmönster för en art kan få konsekvenser även för andra arter.  Ett exempel är den svartvita flugsnapparen, som matar sina nykläckta ungar med fjärilslarver från arter som frostfjärilen. Forskare i Holland har observerat att tiden när flugsnapparens ägg kläcks tidigareläggs med 5 dagar/decennium. Men fjärilslarvernas kläckning tidigareläggs ännu mer inom vissa områden, med 7,5 dagar/decennium. Flugsnapparepopulationerna i dessa områden har minskat med så mycket som 90%. Flugsnapparna är flyttfåglar, men deras ankomsttid på våren har inte ändrats, vilket till råga på allt har lett till att de varma år tvingas lägga sina ägg för sent. Samtidigt har frostfjärilarna sina egna problem: de ekar vars knoppar larverna äter av har inte tidigarelagt sin knoppningstid lika mycket, så larverna kläcks ofta för tidigt för att få den föda de behöver. Flugsnapparnas och frostfjärilarnas problem är alltså inte att de inte tål den ökande värmen i sig: i stället är det att den ökande värmen rubbar de beroenden som finns mellan arterna och därmed gör det svårare för dem att överleva.

Men det finns också arter som drabbas direkt av det ändrade klimatet. Den gyllene paddan, avbildad här ovan, levde på bergsluttningar i Costa Rica. Det varmare klimatet ledde till att molnbasen som brukade täcka de bergskogar där paddorna frodades flyttades högre upp, och paddorna utsattes för allt längre perioder utan den dimma som höll deras skinn fuktigt. Nu anses den gyllene paddan vara utdöd. För andra amfibier är hotet mer indirekt. Harlekingrodorna i Central- och Sydamerika har t ex drabbats av en dödlig svampinfektion som frodas i det förändrade klimatet, med varmare nätter men svalare dagar på grund av ökad molnighet. 30 av sammanlagt 113 kända arter misstänks vara utdöda, och många andra arter har minskat kraftigt. Det finns säkert också andra faktorer som har spelat in, men svampinfektionen har troligen haft en viktig inverkan.

En annan grupp djur, som dessutom är extremt viktiga från ett ekologiskt perspektiv, är korallerna. De är revbyggande nässeldjur som lever i symbios med mikroskopiska alger. Dessa alger är känsliga för värme, så när vattnet blir för varmt så lämnar de korallerna. Om algerna inte återvänder i tid så dör helt enkelt korallerna. Detta skeende kallas för "blekning", eftersom algerna ger korallerna mycket av deras färg. I samband med El Nino-tillfället 1997-1998 så förekom blekning i östra Stilla havet, för att sedan sprida sig till bl a Australien, Indiska Oceanen och Västindien. Andra blekningincidenter vid 1987-88, 1993, 2002 och 2005 sammanfaller också med El Nino. Men innan 1980-talet så förefaller blekningsincidenter inte ha varit så vanliga eller så allvarliga. Problemet är att de senaste El Nino-tillfällena skedde i hav som redan hade värmts upp, så temperaturerna blev högre än tidigare. Korallerna tillhör förmodligen de arter som är mest hotade av den globala uppvärmningen, och dessutom är de utsatta för havens försurning. Om korallreven försvinner så innebär det också en katastrof för många tusentals andra arter, bl a fiskar, mollusker och kräftdjur, som är beroende av dem. Det är som om träden skulle dö i våra skogar: många andra arter skulle också försvinna.

Klimatförändringarna är tyvärr bara ett i raden av hot mot biodiversiteten: de andra är habitatförstörelse (t ex skogsskövling), jakt och fiske (det moderna industriella fisket har varit extremt destruktivt), föroreningar och besprutning, samt spridning av invasiva arter som råttor, kaniner, och zebramusslorna som har invaderat svenska vattendrag. Av dessa hot är förmodligen habitatförstörelse det värsta, men de olika hoten samverkar också till att göra varandra värre. Så har t ex habitatförstörelsen  försämrat arters möjligheter att ändra sin utbredning när klimatet förändras.

Källa:   Richard Pearson, Driven to Extinction: The Impact of Climate Change on Biodiversity, The Natural History Museum, 2011.

15 kommentarer:

  1. Vi kan kalla mig Jarl24 september 2013 09:21

    Tack för ett bra inlägg om en ofta föribsedd aspekt av klimatförändringarna.

    Just hur ekosystemen påverkas av klimatförändringar, och hur detta i förlängningen hotar de ekosystemtjänster människan är beroende av, är något som sällan nämns i den offentliga rapporteringen om klimatförändringens konsekvenser. Fokus är nästan helt på sådant som mer direkt drabbas människan: torka som drabbar fattiga, översvämningar som drabbar de med strandtomt, äldre som får värmeslag, spridning av tropiska sjukdomar, med mera - detta är nästan uteslutande vad som lyfts fram i media och från politiker, ett färskt exempel är miljöministerns tal under IPCC-mötets första dag i går (brasklapp: jag såg inte hela). Dessa konsekvenser är förstås viktiga, men den kanske största, irreversabla tragedin är vad klimatförändringar gör med den biologiska mångfalden och hur det förstör grunderna för människans långsiktiga möjligheter till välbefinnande.

    SvaraRadera
  2. Mycket intressant! Går det att göra prognoser om vad som kan hända eller är det allt för komplext?

    SvaraRadera
    Svar
    1. De viktigaste ekosystemtjänsterna människan är beroende av är utan vidare produktionen av mat. Hittills har den tjänsten erhållits mest effektivt genom att på alla sätt bekämpa biodiversiteten. Detta genom aktivt avlägsnande av konkurrenter bland spannmål (ogräs), och avlägsnande av konkurrenter vid utnyttjandet av animalier och spannmål (parasiter, övriga sekundärkonsumenter(predatorer), nedbrytare). Var allt detta fel släckt? Skall vi låta biodiversiteten åter-erövra vår matproduktion?

      Radera
    2. Anonym, Ett visst mått av biodiversitet behövs ju (sök t.ex. på TED om utdöendet av bisamhällen). Jag vet inte vad du menar med att låta biodiversiteten återerövra matproduktionen,jag känner mest en undran över hur vår matproduktion kommer att bli i händelse av ett förändrat klimat.

      Radera
    3. Vi kan kalla mig Jarl25 september 2013 19:59

      Anonym: Nej det ska vi inte. Nu är det dock inte ett reellt hot. Problemet är snarare att många andra ekosystemtjänster hotas i och med minskad biologisk mångfald, bl a beroende på alltför snabba klimatförändringar. Bland dem sådana som är viktig för matproduktion, så kallade stödjande ekosystemtjänster: cirkulation av näringsämnen, jordmånsbildning, resiliens mot erosion, resiliens mot parasiter, provision av färskvatten, etc. En monokultur - hur fantastisk den än har varit för att ge oss mat nu och i det förflutna - kan tyvärr vara sämre rustad då dessa stödjande tjänster urholkas.

      För övrigt har du rätt i att utvecklingen av det industriella jordbruket varit fantastiskt för att mätta många människor och för att undvika lidande. Gott så. Men det går att se nyanserat på framgångar, det kan finnas vissa nackdelar med tekniska vinningar som betytt otroligt mycket för civilisationen. Framförallt är det inte säkert något som visat sig funka i ett kort tidsperspektiv funkar i det långa loppet.

      Radera
    4. Är det inte så att mera värme och mera CO2 ger en högre nettoprimärproduktion? Det torde innebära mera energi tillgängligt för alla oss som inte kan fotosyntetisera. Men om Du avser en förändring till kallare klimat så delar jag nog Din undran hur bdet kommer att bli.

      Radera
    5. Vi kan kalla mig Jarl26 september 2013 13:23

      Anonym 21:01>> Biodiversitet är inte samma sak som nettoprimärproduktion, så det är tämligen irrelevant. Problemet med biodiversiteten är inte så mycket att det sker en förändring utan att den sker så fort så att arter (och annan sorts biodiversitet) har svårt att anpassa sig, framförallt eftersom vi parallellt sysslar med fragmentering av habitat, utsläpp av kväve, fosfor, försurande ämnen (och genom klimatförändringar dessutom försurning av haven), toxiska ämnen, fotooxiderande ämnen, överanvändning av färskvattenreserver, och en rad andra faktorer som gör biodiversiteten mindre motståndskraftig mot förändringar.

      För övrigt är det inte nödvändigtvis så att ett varmare klimat och högre CO2-halt ger högre nettoprimärproduktion - eller biodiversitet om förändringen nu hade skett i en tillräckligt långsam takt - eftersom det finns många faktorer som samverkar: CO2 eller temperatur är inte alltid den begränsande faktorn för primärproduktion, ökenspridning verkar i motsatt riktning, etc (det finns t ex studier som indikerar att när det kommer till ökat upptag av kol vid en klimatförändring i boreala skogar så skulle den gödsel-effekten av CO2 mer än väl motverkas av ökad frekvens av skogsbränder).

      I ett geologiskt perspektiv tyder mycket på att den temperatur vi har haft under de senaste årmiljonerna, och kanske framförallt i holocen (med svängningar på nån grad upp och ner), är den som varit den mest gynnsamma för den biologiska mångfalden. Mycket tyder på att vi aldrig haft (tills alldeles nyligen, iaf) så hög biodiversitet som nu, inte ens under dinosauriernas tid då vi tidvis hade mycket högre temperaturer och koldioxidhalt.

      Radera
  3. Anonym,
    Har de inte visat att mer CO2 inte ger mer växtlighet utan snarare tvärtom? Läste något om det i Forskning och framsteg för en tid sedan. Men det finns väl alltid någon växt som kan anpassa sig till det, hoppas bara det inte är ogräs och att det går fort.

    SvaraRadera
    Svar
    1. Gunnar. Nej något sådant har jag inte stött på. För att undvika "confirmation bias" sökte jag både på CO2 increase - , och CO2 decrease vegetation. C är ju ändå byggstenen i livet såsom vi känner det, och en faktor som kan vara den kortaste plankan på Liebig's tunna. Förändringar i vegetationens artsammansättning är dock förväntade, och i någon mån kvalitativa förändringar inom bestånd. Så "mera men annorlunda växtlighet" är väl vad som kan förväntas, och sedan får vi väl fortsätta med utvecklingen av herbicider ifall nya ogräs försöker tränga in i våra fina monokulturer.

      Radera
  4. Det finns nog risk att historier likt denna kommer att bli vanligare:
    http://www.youtube.com/watch?v=24zxOYwhAys

    Videon handlar om hur stora areal med tall på senare tid fördärvats av skalbaggar(contortabastborren) i British Columbia. Vem vet, även svensk skog kanske kan vara i farozonen då vi har använt oss av samma talltyp sedan 70 talet? Enligt videon ovan är temperaturökning orsaken till att angreppen blivit så förödande i BC. Skalbaggarnas antal har inte hållits i schack/reducerats tillräckligt under de kalla perioderna som nu inte är tillräckligt kalla längre.

    SvaraRadera
    Svar
    1. Barkborrarna är ju ett typiskt exempel på hur biodiversitet http://sv.wikipedia.org/wiki/Barkborrar "strikes back" när man hjälper den att komma igång. Kvarlämnandet av dödved i skogen är prima habitat+resurs för barkborrar, som sedan vid gynnsamma förhållanden kan öka mycket fort varvid de angriper levande träd i större omfattning.
      Så har det alltid varit ute i naturen. Om vi vill erhålla en ekosystemtjänst i form av skogsprodukter så är vi nog tvungna att bekämpa biodiversiteten, inte hjälpa den.

      Radera
  5. Den gyllene paddan igen, i klimatkretsar har den tydligen evigt liv. Den är inte utrotad pga AGW.
    http://news.sciencemag.org/paleontology/2010/03/global-warming-didnt-kill-golden-toad

    Kan ni nämna något art som dött ut av 150 års temperaturstegring?

    SvaraRadera
    Svar
    1. De har ett ganska tunnt dataunderlag. Och dessutom verkar det kosntigt att en El Nino inom ramen för normal variabilitet (om än väldigt torr) skulle i sig själv räcka till för att utrota paddan, som trots allts måste ha funnits och överlevt lång tid.

      Radera
    2. En art som upptäcks först på -60 talet är ju på utdöende redan. Att skylla dess död på de senaste 100 åren 0.7 grader uppvärmning är bortom löjligt.

      Radera

Tips: Använd gärna signatur när du kommenterar. Det underlättar samtalet