Publiserat: 21.4.2022
Skribenterna: Julia Fält-Nardmann ja Heta Rousi
Bilden: Vastavalo

Ryggradslösa djur – djurplankton och fjärilsarter – har redan i över 50 års tid studerats vid Åbo universitets forskningsinstitut på Själö i Skärgårdshavet och i Kevo i Utsjoki samt vid Helsingfors universitets forskningsstation i Värriö i Salla. Från samma tidsperiod finns också material som beskriver förändringar i klimatet och livsmiljöerna, och i ljuset av dem undersöker vi nu förändringar i biomassan hos dessa ryggradslösa djur under de senaste decennierna. Dessa material ger också en unik möjlighet att jämföra akvatiska och terrestriska organismsamhälle med varandra.

Förändringar i olika enskilda djurarters utbredningsområden har undersökts på olika håll i världen, men man har inte fäst lika stor uppmärksamhet vid variationerna i biomassorna som helhet. Ändå är den totala mängden och tillgången på exempelvis fjärilslarver eller djurplankton i allmänhet viktigare för de djur som använder dem som föda än förekomsten av en enda enskild art.

Fjärran från världens vimmel

Det är ofta svårt att genom undersökningar med långt tidsspann klarlägga de yttersta orsakerna till att arterna förändras även om man har tillgång till noggrant mätt information om olika miljövariabler. Ofta är det endast möjligt att lägga fram kvalificerade gissningar om huruvida en viss arts tillbakagång exempelvis beror på att kulturlandskapet i dess levnadsområde har förändrats eller på att insektsgifter använts på någon närbelägen åker, eller om den bakomliggande orsaken ändå kan spåras till högre temperaturer eller variationer i regnmängden. Ofta påverkar olika faktorer dessutom varandra – när klimatet förändras blir det också nödvändigt att anpassa jordbruksmetoderna och odlingsväxterna till de nya förhållandena. Alla dessa faktorer kan på olika sätt påverka de vilda växt- och djurarterna i områdets olika ekosystem.

Forskningsinstituten i finska Lappland och Skärgårdshavet har samlat in sitt material i områden där den mänskliga bebyggelsen och människans direkta inverkan på ekosystemen har varit relativt liten. De artförändringar som observerats i sådana områden kan därför med stor sannolikhet antas bero uttryckligen på förändringar i klimatet och den naturliga miljön. Men det finns förvisso mycket att undersöka också under detta begreppsparaply: reagerar arterna till exempel på förändringar i vintertemperaturerna, regnmängden, växtperiodens längd eller salthalten?

Maktskifte i fjällbjörkarna

Det fjärilsmaterial som användes i undersökningen samlades in med hjälp av ljusfällor. Ett fångstkärl som placeras under en starkt lysande lampa samlar under en sommar upp hundratals fjärilar som till största delen inte alls påminner om de färggranna arter som vi brukar se på varma sommarängar. Det kräver stor yrkeskunskap att kunna identifiera olika arter bland de små gråspräckliga fjärilarna som ofta är kortare än en centimeter. Lyckligtvis har vi skickliga samarbetspartner!

Materialet består av hundratusentals fjärilsindivider och ger en intressant bild av arterna i det arktiska området. Det finns många arter men de flesta är fåtaliga – olika arter av fjärilsindivider hamnar då och då i fällan. En art slår ändå alla andra i fråga om antalet individer: hela 80 procent av alla fjärilar som fångats i Kevo är fjällhöstmätare (Epirrita autumnata), och deras andel av biomassan närmar sig 90 procent. Massförekomster av arten har undersökts redan länge och många lapplandsfarare har säkert lagt märke till fjällbjörkar som dött efter att ha invaderats av de otaliga larverna. Under vissa år finns det ändå nästan inga fjällhöstmätare alls. En liknande cyklicitet observeras också i fråga om den allmänna frostfjärilen (Operophtera brumata). Det verkar som om den allmänna frostfjärilen rentav håller på att bli en ännu viktigare art än fjällhöstmätaren i de norra delarna av vårt land.

Brackvattens- och sötvattensarter tävlar med havsarter

I vår forskning fokuserar vi också på Östersjöns djurplankton vars biomassa har minskat betydligt från år 1966 till i dag. Särskilt väsentlig har minskningen varit i fråga om de djurplanktonarter som lever i havet. Bland de arter som lever i brackvatten och sötvatten har biomassan däremot varit relativt oförändrad eller ökat något jämfört med tidigare år.

Det är känt att klimatförändringen påverkar djurplanktonsamhällena i Östersjön framför allt till följd av att temperaturerna stiger och salthalten minskar. Det har observerats att salthalten har minskat under de senaste decennierna. Vinterregnen har blivit rikligare och allt mer sötvatten rinner därför ut i Östersjön. Den positiva vattenbalansen i Östersjön och vattenflödet från Östersjön till Nordsjön har ökat sedan 1980-talet. Saltpulserna från Nordsjön till Östersjön är därför numera mer sällsynta och mindre till sin volym. Det behövs en stor vinterstorm för att havsvattnet ska kunna ta sig över tröskeln och de smala danska sunden till Östersjön.

Till följd av de stigande vintertemperaturerna ligger istäcket på norra Östersjön inte kvar lika länge och under vissa år kanske inte isen alls lägger sig. Förändringarna i temperaturerna och istäckets varaktighet påverkar bland annat tidpunkten för växtplanktonets livligaste blomning, vilket påverkar i synnerhet vårliga kiselalger. Det tidigare vårflödet av smältvatten från avrinningsområdet orsakar inte längre någon näringsökning som sätter fart på kiselalgernas blomning. Den tidsmässiga samstämmigheten mellan djurplankton och växtplankton har därför försvagats: numera börjar kiselalgerna blomma tidigare på vårarna och varar längre, men blomningen är inte längre lika intensiv som för några årtionden sedan.

Den underliggande orsaken till vattentemperaturerna och salthalterna ligger i förändringar i Atlantens vädercentrum. NAO-indexet som beskriver oscillationen i norra Atlanten övergick vid ingången till 1980-talet i Nordeuropa till att vintertid vara förhärskande positivt. När NAO-indexet är positivt är vintrarna i Östersjöområdet milda och regniga.

Djurplankton har en avgörande betydelse i det maritima näringsnätverket eftersom det utgör viktig föda för till exempel strömming och flera andra fiskarter. Det är därför oroande att djurplanktonarterna håller på att förändras. Räcker det ökade antalet djurplanktonarter i brackvattnet och sötvattnet till för att ersätta det minskade antalet maritima djurplanktonarter? De arter som förekommer i bräckt vatten och sötvatten utgör sämre näring för strömming och andra fiskarter som jagar med hjälp av synsinnet.

Är den nu observerade utvecklingen av biomassan oundviklig på grund av den nuvarande klimatförändringen? Hur stor inverkan har förändringarna exempelvis i Atlantens vädercenter egentligen på regleringen av dynamiken i Östersjöns djurplankton? Det är bland annat dessa frågor vi söker svar på i vårt pågående forskningsprojekt.

Samma trend från norr till söder?

En av huvudfrågorna i vår forskning är huruvida det verkligen finns något gemensamt i de förändringar som noterats i fjärilarnas och planktonorganismernas arter och biomassa. Artförändringar i havsområdena förklaras delvis av så kallade systemväxlingar (eng. Regime shifts), dvs. relativt snabba omfattande förändringar i exempelvis årstider och vattentemperaturer. I grund och botten beror förändringarna på klimatförändringen och de är betydande även ur oceanperspektiv. Förändringarna kan antas påverka även ekosystem på land till exempel till följd av växtperiodens längd eller regnmängden – men detta ämne har tillsvidare nästan inte alls undersökts. I vårt forskningsprojekt har vi som ambition att vara en av de första som utvecklar en syntes om på vilket sätt klimatregleringen i samband med systemväxlingar kan observeras i två mycket olikartade organismgrupper.

Julia Fält-Nardmann arbetar på Åbo universitets biodiversitetsenhet och på institutionen för skogsdjursvetenskap vid Dresdens tekniska universitet. Hon undersöker hur fjärilar anpassar sig till klimatförändringen och hur nya skadefjärilsarter sprider sig norrut från Mellaneuropa. Hon introducerar också forststuderande i insektskunskap och insektsforskning.

Heta Rousi arbetar på Åbo universitets biodiversitetsenhet. Hennes forskning fokuserar på hur klimatförändringar och andra maritima förändringar påverkar havets ryggradslösa djurarter. Heta disputerade i ämnet inverkan av fysikaliska och kemiska miljöfaktorer på bottendjurssamhällena i norra Östersjön.

Bilden av Fält-Nardmann: Stefania Fält
Bilden av Rousi: Linda Svarfvar, Studio Svarte

Länkar:

Second Assessment of Climate Change for the Baltic Sea Basin: https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-319-16006-1

The Baltic Sea Ecosystem Regulation Mechanism: https://doi.org/10.4319/lo.2000.45.3.0703

Climatic factors in the Atlantic control the oceanographic and ecological changes in the BalticSea: https://www.researchgate.net/publication/201169653_Climatic_Factors_in_the_Atlantic_Control_the_Oceanographic_and_Ecological_Changes_in_the_Baltic_Sea

Meta-analysis reveals declines in terrestrial but increases in freshwater insect abundances: https://www.science.org/doi/10.1126/science.aax9931