Arktiska insektssamhällen förändras kraftigt av klimatförändringen

Forskare från Helsingfors universitet har i ett unikt samarbete med forskargrupper över stora delar av Arktis – Grönland, Kanada, Ryssland, Norge, Finland och Island – avslöjat stora förändringar i insektssamhällena. Genom att jämföra regioner som har värmts upp snabbare med regioner som förblivit svalare har de påvisat förändringar bland Arktis viktigaste rovdjur, dvs. små parasitsteklar. Dessa förändringar återspeglar sig även i mängden uppätna växter. Resultaten ökar vår förståelse av hur klimatuppvärmningen förändrar naturen.

Forskarnas viktigaste upptäckt i studien, som har publicerats i Global Change Biology, är att klimatförändringen redan nu har lämnat klara avtryck i dagens insektsamhällen. I regioner med snabb uppvärmning fann forskarna ett större inslag av köldkänsliga rovdjur än de hade förväntat sig med utgångspunkt från det tidigare klimatet. I förlängningen kan de här förändringarna faktiskt påverka de arktiska ekosystemens funktion: ju snabbare sommartemperaturerna stigit i ett område, desto fler blommor blir nu förstörda av växtätande larver.

Rovdjurens livsstil avgör deras klimatkänslighet

– Klimatet i Arktis förändras just nu dubbelt så snabbt jämfört med medeltalet för resten av planeten. Därför utgör just Arktis ett viktigt laboratorium när vi försöker förstå klimatförändringens konsekvenser i naturen, berättar Tuomas Kankaanpää, forskare och projektledare från Helsingfors universitet. 

Peleteria Aenea

Loiskärpäset ovat arktisen alueen runsaimpia petoja. Tässä loiskärpänen Peleteria aenea lepää metsästysretkien välillä lapinvuokon alapinnalla. Kuva: Tuomas Kankaanpää.​​​​​​​

Forskarna har inriktat sig på några av Arktis viktigaste rovdjur, parasitsteklar. Dessa parasitsteklar är parasitoider, rovdjur som attackerar en enda bytesindivid och oftast dödar den i processen. Klimatförändringen påverkar enligt studien hur vanliga olika typer av parasitoider är.

En viktig skiljelinje mellan olika parasitoider är val av värd. I Arktis utgör fjärilar och tvåvingar (flugor och myggor) de största grupperna av värddjur. Tvåvingarna tilltar i antal mot norr, medan fjärilarna tilltar mot söder. Forskarna upptäckte att andelen parasitoider som ger sig på de värmeälskande fjärilarna har ökat i regioner där sommartemperaturerna har stigit extra mycket under de senaste decennierna, medan vintrarna förblivit kalla. Det motsatta gäller för parasitoider som ger sig på tvåvingar. 

En annan viktig skillnad är om parasitoiderna är koinobionter eller idiobionter. Koinobionterna är de verkliga mästarna som manipulerar sitt värddjur med kirurgisk precision. Honorna lägger ägg i värddjuret och så ligger äggen eller de små larverna där tills värden vuxit till sig. För detta måste koinobionten skickligt manipulera värdens immunförsvar, så att värden inte upptäcker att den när en främmande fripassagerare.

– Och när värden är stor nog, ja, då är middagen serverad. Då växer koinobionten blixtsnabbt till sig och äter upp hela värden inifrån. Den andra gruppen, alltså idiobionterna, påminner mera om klassiska rovdjur. Larver av idiobionter sätter igång med att äta upp värden inifrån så fort som de kläckts, säger Tuomas Kankaanpää. 

De här olika strategierna återspeglar sig direkt i arternas känslighet för klimatförändringen. Koinobionterna kan vänta tills värden dragit sig tillbaka till ett skyddat läge innan de dödar den. Därför är de mindre känsliga för klimatet. Idiobionterna däremot är snabba med att döda sin värd. Därför ger de sig på stora värdindivider som är nära förpuppning. De måste nöja sig med lättfunna värdar som lagt sig i ett relativt exponerat läge. Följaktligen ligger också parasitoiden relativt exponerad över vintern. Inte konstigt då att den är känslig för väder och vind.

Nya sätt att forska

– I vårt projekt har vi inriktat oss på förhållandet mellan parasitoider på fjärilar och tvåvingar, och mellan koinobionter och idiobionter som en känslig barometer på klimatförändringens inverkan, berättar Kankaanpää. 

För att göra det har forskarna tillämpat flera nya tillvägagångssätt. Ett vanligt grepp när man vill förutspå effekterna av klimatförändringar är att man jämför dagens organismsamhällen i varma och kalla förhållanden. Sedan förväntar man sig att organismsamhällen i kallare regioner kommer att förändras i riktning mot det man kan se i varmare regioner. För att förstå en förändring över tiden ersätter man alltså tid med rum (space for time). 

– Det vi har gjort är något annat: vi har specifikt jämfört regioner där klimatförändringen nyligen har varit snabbare med regioner där den har varit långsammare. Även om Arktis har förändrats mycket snabbt så har förändringstakten ändå varierat mellan olika arktiska regioner, säger Tuomas Kankaapää.

Professor Tomas Roslin, verksam vid Sveriges lantbruksuniversitet (SLU, Uppsala)och vid Helsingfors universitet,har varit handledare för Tuomas Kankaanpää. Han är lika entusiastisk som Tuomas över det nya greppet i studien – och poängterar också en annan nyhet.

– Det vi också har gjort är att samarbeta på ett nytt sätt. På det viset kan vi ge oss på frågor som är för dyra, svåra och utmanande att ta sig an på egen hand. Om en enda forskargrupp skulle skicka ut medlemmar världen över skulle det kosta miljoner. Men genom att samarbeta med forskare som redan är på plats, och be dem om hjälp under några få arbetsdagar, så kan alla bidra med en liten bit av pusslet. Det är så här vi skapar en helhetsbild med realistiska resurser. Jag tror att just den här typen av samarbeten ger oss nycklarna till stora genombrott i forskningen, säger Roslin.

Den ursprungliga artikeln:

Tutkimus julkaistaan syyskuun 11 kansainvaälisessä tutkimussarjassa Global Change Biology: Kankaanpää, T., Vesterinen, E., Hardwick, B. V. P., Schmidt, N. M., Andersson, T., Aspholm, P. E., Barrio, I. C., Beckers, N., Bêty, J., Birkemoe, T., DeSiervo, M., Drotos, K. H. I., Ehrich, D., Gilg, O., Gilg, V., Hein, N., Høye, T. T., Jakobsen, K. M., Jodouin, C., Jorna, J., Kozlov, M. V., Kresse, J-C., Leandri-Breton, D-J., Lecomte, N., Loonen, M., Marr, P., Monckton, S. K., Olsen, M., Otis, J-A., Pyle, M., Roos, R. E., Raundrup, K., Rozhkova, D., Sabard, B., Sokolov, A., Sokolova, N., Solecki, A. M., Urbanowicz, C., Villeneuve, C., Vyguzova, E., Zverev, V. & Roslin, T. 2020. Parasitoids indicate major climate-induced shifts in arctic communities. Global Change Biology, DOI: 10.1111/gcb.15297

Lisätietoja tutkimusryhmän sivulta:
Spatial Food Web Ecology