Økologi. 1.1 Mennesket endrer miljøet 1.2 Naturmiljøet 1.3 Populasjoner 1.4 Økosystemer i endring

Transkript

1 1 Økologi ØKOLOGI Mennesket endrer miljøet 1.2 Naturmiljøet 1.3 Populasjoner 1.4 Økosystemer i endring Økologi er læren om samspillet og sammenhengene i naturen. Økologi handler også om mennesket, om den rollen mennesket har i naturmiljøet, og hvordan mennesket virker inn på dette miljøet. Dette kapitlet tar for seg den delen av økologien som studerer hvordan bestander av dyr og planter utvikler seg. Videre handler det om hvordan naturen kan endre seg over tid. Eksempler på spørsmål vi skal finne svar på, er: Hvordan utvikler bestander av planter og dyr seg når de får vokse uten begrensninger? Hva er det som gjør at bestander ikke kan vokse i det uendelige? Hva er årsaken til lemenår? Vil folketallet på jorda slutte å øke i framtiden? Hva er økologiske suksesjoner?

2 16 KAPITTEL 1 Naturlige svingninger Naturen omkring oss endrer seg hele tiden. Det har den alltid gjort. Enkelte år oppleves myggplagen i fjellet som verre enn noensinne. Andre år er det lite mygg å se. Jegere kan fortelle om gode og dårlige rypeår. Lofotfiskerne har lenge visst at mengden av torsk varierer fra år til år, og at torsken enkelte år gyter nærmere land enn andre år. At det er variasjoner fra år til år, oppfatter de fleste som naturlig. Men når vi kan se en tendens, for eksempel at det år etter år er stadig mindre stortorsk i fangstene, fyller det oss med en viss bekymring. Er det noe som er galt? Eller er det bare en del av en naturlig svingning som strekker seg over en lengre periode? Problemet er hvordan vi skal kunne skille mellom naturlige variasjoner og endringer som vi kanskje selv kan være årsaken til. Det er fortsatt mye vi ikke vet om de naturlige endringene i naturen. Forskere i mange land arbeider for å få ny kunnskap om sammenhengene, og om både de naturlige endringene i naturen og de endringene som vi selv er årsak til.

3 ØKOLOGI Mennesket endrer miljøet Så lenge mennesker har levd på jorda, har de påvirket miljøet rundt seg. Mennesket har grunnlagt byer, dyrket opp jordbruksarealer og bygd ut systemer for transport av mennesker og varer til alle verdenshjørner. Menneskets evne til å bruke og å omforme miljøet rundt seg for å skape gode livsmiljøer for seg selv har ført til store endringer av det opprinnelige miljøet. Mennesket høster av naturressursene, erstatter naturlige miljøer med kunstige miljøer og slipper ut avfallsstoffer i vann, jord og luft. Antallet mennesker på jorda stiger stadig, og «presset» på miljøet fortsetter å øke. Drivkraften er å gi mennesker gode livsvilkår, men i mange tilfeller er kostnadene høye. Kostnadene er at viktige ressurser brukes opp, at avfallsstoffer forurenser jord, vann og luft, og at stadig mer av det naturlige miljøet blir ødelagt. Selv om mennesker skaper sine egne livsmiljøer, er mennesker avhengig av naturmiljøet rundt seg med mangfoldet av planter, dyr og andre organismer. Mange spør seg om vi kan fortsette å påvirke miljøet rundt oss i samme takt, og om vi tar nok hensyn til senere generasjoners behov. Det er i dag bred enighet om at menneskets påvirkning av miljøet må være bærekraftig. Det vil si at påvirkningen av miljøet ikke skal være større enn det som tåles i et lengre tidsperspektiv. Vi må ikke komme i den situasjonen at ressursene er brukt opp, og at så mye av naturmiljøet er ødelagt at vi også har ødelagt for kommende generasjoner. Mennesket endrer sitt eget og andre organismers livsmiljø.

4 18 KAPITTEL 1 Overvåkning gjennom lange tidsserier Strandnotundersøkelse tidlig på 1900-tallet og i Siden 1990 har Norsk institutt for naturforskning årlig samlet data om naturtilstanden i utvalgte områder i Norge. De syv områdene som er valgt ut, er spredt over hele landet. De fleste er vernede områder og er ikke utsatt for endringer i arealbruk. De organismene som overvåkes spesielt, er lav og alger på trær, moser, markvegetasjon, smågnagere, spurvefugl, rype, jaktfalk og kongeørn. I overvåkningsprogrammet inngår også målinger av miljøgifter i rovfuglegg. Hensikten med overvåkningsprogrammet er å få mer kunnskap om de naturlige variasjonene i naturen. På denne måten vil vi lettere kunne oppdage endringer som kan skyldes menneskelig aktivitet. Jo lenger en tidsserie varer, desto mer kunnskap kan den gi oss om naturlige endringer. En av de beste tidsseriene vi har, er de årlige undersøkelsene som er gjort av fisk og annet liv i havet på mer enn 100 lokaliteter langs Skagerakkysten. Undersøkelsene har blitt utført hvert år siden 1919 på nøyaktig samme måte. En bruker en strandnot for å fange alt som finnes over et bunnareal på nærmere 700 m 2. Hvert år tas prøvene på nøyaktig samme sted og med samme redskap. I årenes løp har en måttet skifte ut nota flere ganger, men nye nøter ble hver gang laget nøyaktig etter de gamle målene. Denne tidsserien har blant annet vist at det er kortsiktige svingninger i mengden småtorsk som vokser opp langs Skagerakkysten. De kortsiktige svingningene opptrer med 2 til 2,5 års mellomrom og skyldes trolig kannibalisme og konkurranse om mat mellom en årsklasse og den ett år eldre årsklassen. Den yngste årsklassen taper mot dem som er ett år eldre, og det er derfor sjelden to sterke årsklasser i påfølgende år. Ett år senere vil det være en ny årsklasse som er yngst. Disse vil greie seg bra fordi årsklassen over dem ble redusert året før. 1.2 Naturmiljøet Økologi er læren om samspillet og sammenhengene i naturen. Mennesket er en del av naturen, og økologi handler også om mennesket, om den rollen mennesket har i naturmiljøet, og om hvordan det virker inn på dette miljøet. Organismer er tilpasset det miljøet de lever i.

5 ØKOLOGI 19 De lever i samspill med hverandre og det miljøet de er en del av. Sammenhengene i naturen kan være kompliserte. Økologien er den delen av naturvitenskapen som forsøker å gi kunnskap om sammenhengene og de naturlige og menneskeskapte forandringene som skjer i naturmiljøet. Tilpasninger Rypa har gråbrun fjærdrakt om sommeren, mens den er nesten helt hvit om vinteren. Det er en tilpasning til miljøet rypa lever i. Soldogg er en plante som vokser på næringsfattige myrer. Den har et dårlig utviklet rotsystem. Likevel klarer soldogg å skaffe seg de nødvendige næringsstoffene. Den lever av insekter som setter seg fast på de klebrige kjertelhårene på bladet. Kjertelhårene skiller ut enzymer som gjør at de bløte delene av insektet blir fortært. Soldoggens fangst av insekter er en tilpasning til det næringsfattige miljøet den lever i. Soldogg er en kjøttetende plante. Mimikry Rype i sommerdrakt og i vinterdrakt. Vi vet at veps kan stikke, og det er nok til at vi er på vakt når en veps kommer i nærheten. Men kanskje har du noen ganger også latt deg skremme unødvendig. Noen blomsterfluer ligner mye på veps. De lever av nektar de suger ut av blomster, og kan ikke stikke. De kan lett skilles fra vepsen på at de kan stå helt stille i lufta, nokså lenge. Vepsen greier ikke stå helt stille i lufta. Ved at blomsterfluene etterligner veps, lurer de ikke bare oss, men også insektetende fugler. De fleste fuglene holder seg unna vepsen, og blomsterfluene drar god nytte av at de blir forvekslet med veps. Også hos enkelte andre ikke-stikkende insekter kan vi se det gule og svarte

6 20 KAPITTEL 1 Blomsterflua på bildet til høyre etterligner vepsens gule og svarte striper. Det kan lure både insektetende fugler og oss. stripemønsteret. De gule og svarte stripene til vepsen ser ut til å fungere som et «faretegn» i naturen, noe som også andre insekter bruker som et vern mot å bli spist opp. Når dyr utvikler ytre kjennetegn som fungerer som etterlignere av andre dyr, kaller vi det mimikry, av det greske ordet for «herme». Samspill og sammenhenger Organismer kan virke inn på sitt eget livsmiljø og også på livsmiljøet til andre organismer. Planterøtter sprenger løs berggrunnen slik at det dannes jord. Trærne som vokser opp i en skog, gir ly for vinden, og etter hvert som skogen vokser til, hindrer den tette skogen sollyset i å nå ned til skogbunnen. Når mange dyr beiter i et område i lang tid, fører det til slitasje på plantedekket, og jordsmonnet kan bli vasket vekk med regnvannet. Gjennom sin bruk av naturen har mennesket ofte endret sitt eget og andre organismers livsmiljø. Organismer påvirker også hverandre. Dyr spiser planter eller andre dyr og kan selv bli spist. Noen organismer forårsaker sykdommer hos andre. Organismer påvirker også hverandre når de konkurrerer om føde eller plass. Dovrefjell er et av de siste fjellområdene hvor det lever både villrein, jerv, fjellrev og rovfugler som kongeørn, jaktfalk og fjellvåk. Jerven spiser blant annet rein. Fordi de eldste og svakeste reinene er et lettere bytte for jerven enn de unge og friske reinene, er jerven med på å opprettholde en sunn villreinstamme. Jerven gjemmer gjerne noe av byttet den tar. Matlageret til jerven er en viktig næringskilde for fjellreven. Jerven kan også ta sau, og det har ført til konflikter. Noen mener at vi derfor må redusere bestanden av jerv i området. Hvordan vil det på sikt kunne virke inn på villreinstammen? Hvordan vil det gå med fjellreven om jervebestanden reduseres? Både jerv og fjellrev er truede

7 ØKOLOGI 21 Fjellrev dyrearter, og Norge har gjennom internasjonale avtaler forpliktet seg til å verne om truede planter og dyr. Arter og populasjoner I Norge finnes det både fjellrype og lirype. Fjellrype er vanligst i høytliggende fjellområder, mens lirype er mer vanlig i lavereliggende områder. Fjellrype og lirype ser noe forskjellig ut, og de foretrekker forskjellige miljøer. Der fjellrype og lirype finnes i samme område, vil de normalt ikke få avkom med hverandre. Fjellrype og lirype er derfor forskjellige arter. Alle fjellryper innenfor et bestemt område utgjør områdets bestand eller populasjon av fjellryper. Art: Alle individer som naturlig kan få avkom med hverandre. Populasjon: Alle individer av en art i et bestemt område. En populasjon kalles også en bestand eller stamme. Raser av samme art Hund og katt er ulike arter. Eple og appelsin er også ulike arter. Forskjellige arter kan ikke få fruktbart avkom med hverandre. Innenfor hundearten er det blitt avlet fram mange raser, som schæfer, bokser og cocker spaniel. Hunderasene kan få fruktbart avkom med hverandre. Av epler og appelsiner finnes det også ulike raser. Det er vanligst å bruke betegnelsen «sort» når det gjelder planter, vi snakker for eksempel om eplesortene Gravensten og James Grieve. Noen ganger kan de enkelte sortene eller rasene bli svært ulike. Visste du for eksempel at blomkål, brokkoli og vanlig hodekål alle er sorter eller raser av én og samme art?

8 22 KAPITTEL 1 «Raser» er et begrep som vi i hovedsak bruker om de ulike sortene og variantene som finnes av kulturplanter og husdyr. Ulikhetene mellom rasene av husdyr og kulturvekster er et resultat først og fremst av bevisst avlsarbeid, med krysninger og utvelgelse av bestemte individer. Samfunn og økosystem Fjellrypa holder gjerne til i nærheten av vierkratt og lyng. Der finnes det også andre planter, fugler, insekter og andre dyr. Populasjonene av disse artene utgjør til sammen et samfunn. Ofte skiller vi mellom plantesamfunn og dyresamfunn. Artene i samfunnene lever i samspill med hverandre og miljøet omkring. Alle plante- og dyresamfunnene i et område, sammen med det miljøet de lever i, er et økosystem. Eksempler på det er et fjellområde, en innsjø eller et havområde. Samfunn: Alle populasjoner av planter og dyr som normalt lever sammen i et område. Økosystemet i fjellet. Økosystem: Alle plante- og dyresamfunn i et område, sammen med det miljøet de lever i.

9 ØKOLOGI 23 Avsnitt 1.1 og 1.2: 1 Nevn noen arter som kan ha store svingninger i antall individer fra år til år. 2 Gi eksempler på tilpasninger i naturen. 3 Gi eksempler på samspill mellom arter. 4 Hvordan vil det på sikt virke inn på villreinbestanden på Dovrefjell dersom vi reduserer bestanden av jerv i området? 5 Hvordan vil det gå med fjellrevbestanden på Dovrefjell dersom bestanden av jerv i området reduseres? 6 Fjellrype og lirype er to forskjellige arter. Hva vil det si, og hvor trives disse artene best? 7 Hva er forskjellen på et samfunn og et økosystem? KONTROLLOPPGAVER 1.3 Populasjoner Populasjonsvekst I et forsøk ble noen få vannlopper sluppet opp i et akvarium. Det var rikelig med næring for vannloppene i akvariet. Etter 30 dager hadde antallet vannlopper økt til ca Vannloppepopulasjonen fortsatte å vokse. Etter 45 dager var det ca individer. Men deretter sluttet populasjonen brått å vokse, og antallet vannlopper begynte å avta igjen. Faktorer som regulerer populasjonsvekst Alle organismer etterlater seg mer avkom enn hva som trengs for at antallet individer skal forbli det samme. Derfor vokser populasjoner så lenge det ikke er noe som hindrer veksten. I akvarieforsøket med vannlopper var det mangel på næring som stoppet videre vekst. Hadde det vært fisk i akvariet, ville vannloppepopulasjonen trolig ikke kunnet vokse seg så stor som den gjorde. Matmangel og naturlige fiender er eksempler på faktorer som regulerer veksten i en populasjon. Andre eksempler på faktorer som gjør det, er plassmangel og opphoping av avfallsstoffer. Ingen populasjoner kan vokse uendelig. Er det flere kråker nå enn før? Når nettene blir lange og kulda setter inn, samler kråkene seg i store flokker. De største samlingene finner vi vinterstid, midt på dagen, ved

10 24 KAPITTEL 1 Vinterstid opptrer kråker i flokker. søppelfyllinger og i fjæra. Om kvelden samles de på faste plasser for felles overnatting i tette flokker i skogholt og tregrupper i byer og tettsteder. De store, støyende kråkeflokkene vinterstid kan lett få oss til å tro at det har blitt mange flere kråker. Men har det egentlig det? Undersøkelser har vist at hekkebestander av kråke er meget stabile fra år til år. De verste fiendene et kråkepar har, er andre kråker. Hvis bestanden er tett, plyndrer kråker reirene til hverandre, og få unger kommer på vingene. Med mindre tette bestander er det mindre plyndring, og bestanden øker igjen. For å kunne hekke må hvert kråkepar ha et hekketerritorium. Det er hard kamp om territoriene, og mange kråker får ikke hekke i det hele tatt. Disse danner flokker. Så snart et territorium blir ledig, rykker paret med høyest rang inn. For mange kråker er vinteren en flaskehals. De kommer seg ikke gjennom vinteren hvis de ikke greier å finne nok mat. Kråkene er altetende og klarer å nyttiggjøre seg mye av avfallet vårt. Vi produserer riktignok mer avfall enn før, men avfallsbehandlingen har blitt forbedret og er mer sentralisert. Med mer effektiv innhøsting av korn og pløying av åkrene om høsten er det mindre spillkorn til kråker og andre fugler. Det er derfor ikke sikkert at det er mer mat tilgjengelig for kråkene nå enn tidligere. Når vi har inntrykk av at det er mange flere kråker nå enn før, er det kanskje mest fordi det skjer en sentralisering hos kråkene, akkurat som hos oss.

11 ØKOLOGI 25 Tetthetsavhengige faktorer Når faktorer som begrenser veksten i en populasjon, får større virkning jo større tettheten er, snakker vi om tetthetsavhengige faktorer. Konkurranse. Jo større tetthet det er i en populasjon, desto større blir konkurransen om næring, yngleplasser, gjemmesteder og andre begrensede ressurser. I plantesamfunn konkurrerer plantene ikke bare med andre arter, men også med individer av samme art om voksesteder. Avfall. Gjærceller kan under gode forhold dele seg hver tredje time. Antallet gjærceller øker fort, men plutselig er det stopp. Da har konsentrasjonen av etanol (alkohol), et avfallsstoff fra gjærcellene, blitt så høy at gjærcellene dør. Det er lett å tenke seg at opphoping av avfallsstoffer kan være en tetthetsavhengig vekstbegrensning også for mennesker. Stress. Eksperimenter med rotter har vist at høy individtetthet kan føre til blant annet endret utskillelse av hormoner. Stresstilstanden hos rotter resulterte i flere spontanaborter og atferdsendringer. I naturlige lemenpopulasjoner er det også observert at høy tetthet kan føre til atferdsendringer som påvirker forplantningen. I tette bestander av fisk i oppdrettsanlegg kan fisken få nedsatt motstand mot infeksjonssykdommer, nedsatt appetitt, redusert vekst og økt aggresjon. Sykdommer. Økt forekomst av sykdommer ved stor tetthet kan være en følge av stress. Men med stor tetthet er det også større risiko for at smittsomme sykdommer blir overført mellom individer. Effekten av byllepestepidemiene (svartedauden) på befolkningsveksten i Europa. Ikke-tetthetsavhengige faktorer Noen av de faktorene som regulerer utviklingen av en bestand eller populasjon, kan virke uavhengig av hvor stor tettheten er. For å kunne dele seg må gjærceller ha en viss temperatur. Når temperaturen er for lav, vil antallet gjærceller ikke øke. Det spiller ingen rolle hvor mange gjærceller det er fra før. I kalde vintre kan mange individer i en populasjon dø, og andelen som dør, er den samme enten tettheten er stor eller liten. Giftstoffer kan ramme populasjoner uavhengig av populasjonstettheten. Hvorfor blir melken sur? Melken vi kjøper, er aldri helt fri for bakterier, men de er så få at det ikke betyr noe. Lar vi melkekartongen stå åpen, vil flere bakterier fra lufta komme inn i melken. Det er særlig en gruppe bakterier som trives godt i melken: melkesyrebakterier. Det finnes mange typer av dem, noen blir tilsatt til melk for å lage for eksempel yoghurt, rømme og surmelk. Melkesyrebakterier lager alle sammen melkesyre, og i tillegg gir hver type melkesyrebakterie melken en karakteristisk smak. I motsetning til

12 26 KAPITTEL 1 bakteriene i yoghurt gir de melkesyrebakteriene vi har i melkekartongen, ingen god smak. For å gjøre melk sur må bakteriene være mange. De er få til å begynne med, men de har gode forhold i melken. De deler seg fort og blir mange. Det vil også skje i melk som står i kjøleskapet, men det skjer mye langsommere. Delingshastigheten til bakteriene er avhengig av temperaturen; ved lav temperatur går det langsommere. Når mat skal oppbevares, gjelder det altså å gjøre forholdene så dårlige som mulig for de bakteriene som kan ødelegge maten. Noe mat blir saltet, og andre matvarer blir sukret for å øke holdbarheten. Høye salt- eller sukkerkonsentrasjoner skaper svært dårlige levemiljøer for mikroorganismer. Så dårlige forhold kan hindre eller i beste fall forsinke veksten av bakterier eller muggsopp. Ved 18 C i fryseren klarer de fleste bakterier og muggsopper ikke å dele seg. Forsuringen av vassdrag førte til et hardt «press» på mange ørretpopulasjoner, og mange steder ble populasjonene utryddet eller sterkt redusert. I noen få elver fant forskere at ørreten var i ferd med å tilpasse seg til det sure miljøet. I disse populasjonene var det etter hvert stadig flere individer som klarte seg. Naturlig utvalg av de individene som klarer seg best I populasjonene er det variasjon mellom individene. Det vil være individer som klarer seg bedre enn andre under forhold som normalt begrenser veksten av populasjonen. Individer som er flinkere enn andre til å gjemme seg, blir ikke så lett tatt av naturlige fiender. Individer som er flinkere til å utnytte ulike næringskilder, vil ikke så lett bukke under når det er hard konkurranse om mat. Disse individene kan etterlate seg flere avkom enn de andre. Gjennom naturlig utvalg får de genetiske egenskapene til individer som greier seg bedre enn andre, større utbredelse i populasjonen. Over tid vil populasjonen langsomt tilpasse seg slik at virkningen av de begrensende faktorene blir svakere. Det er altså et «kappløp» mellom de begrensende faktorene og populasjonen. Det er dette kappløpet som driver evolusjonen fram.

13 ØKOLOGI 27 Økologisk bæreevne Det er en naturlig grense for størrelsen av en populasjon eller bestand i et bestemt område. Det kaller vi områdets økologiske bæreevne. Når det er flere individer enn det området tåler, overskrides bæreevnen. Da kan det bli matmangel eller plassmangel. Opphoping av avfallsstoffer kan skape problemer, og i tette bestander øker faren for sykdomsutbrudd. Overskridelsen av bæreevnen gjør at bestandstørrelsen avtar. En populasjon kan svinge noe fra år til år, men over lengre tid kan ingen bestand være større enn det områdets bæreevne tillater. Figuren viser hvordan en populasjon vokser opp mot bæreevnen. Den økologiske bæreevnen for et område er den øvre grensen for antall individer av en art som kan leve i området over lengre tid. Når populasjonen næmer seg områdets bæreevne, avtar veksten. Naturlige fiender bidrar ofte til å begrense bestander. Men dersom det mangler naturlige fiender, kan områdets bæreevne lett overskrides. Det er i dag færre rovfugler og rovpattedyr i naturen enn før. Tidligere spilte rovdyr en viktig rolle i reguleringen av bestandene av villrein. Gjennom jakten har mennesket overtatt rovdyrenes rolle. Men trass i jakt har villreinstammene på Hardangervidda og Dovrefjell flere ganger vokst til over den økologiske bæreevnen. En regner med at Hardangerviddas bæreevne for rein er omkring dyr. Tidlig i 1980-årene var antall villrein på Hardangervidda nesten Overbeiting og tråkk av altfor mange dyr førte til store skader på laven, som er reinens viktigste vinternæring. Dermed oppstod det matmangel, og mange rein sultet i hjel. Når en populasjon nærmer seg eller overskrider områdets bæreevne, endres ofte forholdet mellom tilvekst og dødelighet. Dødeligheten øker, og samtidig produseres det som regel færre avkom. Veksten reduseres eller stanser opp. I noen tilfeller ser vi dramatiske sammenbrudd av en populasjon. Et områdes bæreevne kan forandre seg (se figuren på neste side). Organismer kan selv være årsak til at bæreevnen reduseres. Overbeiting kan forårsake skader på vegetasjonen, og områdets bæreevne kan være redusert i mange år framover. Forholdet mellom antallet individer som dør, og antallet som blir født og vokser opp, bestemmer om en populasjon vokser eller avtar, og hvor fort det skjer. Noen reinsdyr ble satt ut på en liten øy. Reinen hadde ingen naturlige fiender på øya. Reinsdyrbestanden vokste i nesten 30 år. Da var vegetasjonen beitet ned, og i løpet av det neste tiåret ble bestanden redusert til null.

14 28 KAPITTEL 1 Et områdes bæreevne kan forandre seg. Hvor mange fisker? Merking av fisk er en viktig metode i fiskeribiologiske undersøkelser. Fisk som blir fanget, blir veid, målt og sluppet ut igjen etter at de har fått festet på seg et merke som identifiserer hvert enkelt individ. Ved gjenfangst måler og veier en fisken på nytt. Dette gir verdifulle opplysninger om hvordan fisken vokser. Gjenfangstene kan dessuten gi opplysninger om fiskens vandringer. Merking og gjenfangst kan også brukes til å beregne størrelsen av en fiskebestand. La oss anta at en fiskebåt fanger 200 torsk. Samtlige blir merket og sluppet ut igjen på fangststedet. Etter en tid kan en gå ut fra at de merkede individene har fordelt seg jevnt blant den umerkede torsken. Nå gjør båten en ny fangst med akkurat samme metode som sist. La oss anta at det er 300 torsk i den nye fangsten, og fire av disse er merket. Forutsatt at den merkede fisken fordelte seg jevnt i bestanden, kan vi nå beregne størrelsen på bestanden. De merkede fiskene utgjorde 4/300 av den siste fangsten. Da må all torsken som ble merket, utgjøre 4/300 av den totale bestanden. Når 200 torsk utgjør 4/300, er det lett å regne ut hvor mange fisker det er i hele bestanden: x = hele bestanden 4 av x = x = x = x = x =

15 ØKOLOGI 29 Merking av fisk. Bestanden er altså på ca torsk. Denne metoden er selvfølgelig ikke helt nøyaktig. Det kan for eksempel tenkes at en del av den merkede fisken får skader og dør når den slippes ut. Det vil føre til at bestanden blir beregnet til å være større enn den er i virkeligheten. I en fiskebestand er det naturlig avgang og ny rekruttering. Hvis det går lang tid mellom utslipp og gjenfangst, må en ta med dette i beregningen. Sykliske bestandssvingninger Normalt er dødeligheten blant avkommet stor hos dyr som produserer et stort antall avkom, for eksempel mus og lemen. Under gode forhold overlever en større del av avkommet. Det fører til en eksplosiv bestandsøkning. Vi snakker da om «smågnagerår». Regelmessige svingninger i bestandene, eller sykliske bestandssvingninger, finnes også hos noen insektarter, ryper og skogsfugl. Sykliske bestandssvingninger er vanlige hos dyr med mange avkom.

16 30 KAPITTEL 1 Sykliske bestandssvingninger forekommer hos blant andre ryper, noen insekter og smågnagere, for eksempel lemen. I det sørlige Norge er det en topp i lemenbestanden hvert tredje år, lenger nord hvert fjerde eller hvert femte år. I årene mellom toppene i smågnagerbestandene er det stor forplantning og stor overlevelse av avkommet. Bestanden vokser. Med økningen i bestanden øker konkurransen om mat. Stress og aggressiviteten mellom individene øker. Forplantningen blir dårligere, og færre av avkommet overlever. Forskere tror at dersom forholdene er dårlige når hunndyrene er gravide, får avkommet både dårligere overlevelsesevne og dårligere forplantningsevne. Når smågnagerbestanden er på topp, er det gode forhold for rovfugler og andre dyr som lever av smågnagere, og de øker i antall. Flere av smågnagerne blir spist. Mange dør også av sult og sykdom. Bestanden avtar like dramatisk som den vokste. Selv om antallet individer i smågnagerpopulasjonene svinger voldsomt med noen års mellomrom, holder populasjonene seg stort sett konstante når en ser det over flere år. Antibeitestoffer Når en plante blir utsatt for beiting, skades plantevevet. Det skadede vevet produserer signalstoffer, som gjør at planten begynner å produsere antibeitestoff. Hos beitedyrene fører antibeitestoffet til dårligere fordøyelse og at mindre næring blir tatt opp fra tarmen. Jo hardere beiting det er, desto mer antibeitestoff produserer plantene. Det er ikke først og fremst hvor store deler av planten som blir spist, men hvor ofte det skjer, som bestemmer hvor mye antibeitestoff planten produserer.

17 ØKOLOGI 31 Modell som viser hvordan en antar at varierende mengde antibeitestoff i vegetasjonen og andre faktorer kan forårsake sykliske bestandssvingninger hos smågnagere. Jordas befolkning Da menneskene begynte å utvikle jordbruket for ca år siden, var det om lag 6 millioner mennesker på jorda. Ved begynnelsen av vår tidsregning var antallet steget til 300 millioner. I dag er det mer enn 6 milliarder mennesker. Siden 1960 har folketallet fordoblet seg. Kurven som viser befolkningsutviklingen, stiger bratt til værs. Mange spør seg når den vil flate ut. Det er ikke vanskelig å forstå at vi mange steder allerede har overskredet bæreevnen. Men det er vanskelig å vite hvor stor bæreevnen for hele jorda er. Hvor mange mennesker er det plass til? Hvor mange mennesker er det mat til? Hvordan folketallet har utviklet seg de siste 2000 årene.

18 32 KAPITTEL 1 En forsiktig prognose fra FN viser at den årlige økningen av verdens befolkning vil bli stadig mindre. Det kan være det første tegnet på at befolkningskurven vil flate seg ut. Kilde: United Nations Population Division I dag er det mange millioner som sulter. Men sulten i verden skyldes mer en skjev fordeling av matressursene på jorda enn at det ikke kan produseres nok mat. Forbedrede landbruksmetoder har satt menneskene i stand til å produsere mat til mange flere enn før. Med en mer rettferdig fordeling av matressursene ville det vært mat til alle. På den andre siden har vi redusert betydningen av de faktorene som i naturlige populasjoner virker vekstregulerende det er lavere dødelighet takket være bedret hygiene, medisinske nyvinninger og bedre ernæring. Det er særlig lavere barnedødelighet som bidrar til at folketallet fortsetter å vokse så fort. Økningen av folketallet er i gjennomsnitt 1,3 % per år. Dette er den laveste gjennomsnittlige veksthastigheten siden den andre verdenskrigen. Men selv om veksthastigheten ikke lenger ser ut til å øke, vil befolkningen i verden fortsatt øke med millioner mennesker årlig. Den største veksten vil være i land som allerede har stor befolkningstetthet. Derfor er det et mål å redusere veksthastigheten i disse landene ytterligere. Det mest realistiske er å forsøke å redusere fødselstallet.

19 ØKOLOGI 33 Fødselstall og dødstall i noen land i 1995 og i Kilde: United Nations Population Division. Avsnitt 1.3: 1 Nevn noen faktorer som regulerer veksten i en populasjon. 2 Gi eksempler på tetthetsavhengige faktorer som begrenser veksten i populasjoner. 3 Gi eksempler på ikke-tetthetsavhengige faktorer som regulerer utviklingen av populasjoner. 4 Hva kan gjøres for å begrense veksten av mikroorganismer som ødelegger maten? 5 Hvordan kan naturlig utvalg over tid påvirke en populasjon? 6 Hva skjer dersom en bestand blir større enn områdets bæreevne? 7 Hva ble konsekvensene da villreinstammen på Hardangervidda i 1983 vokste over den økologiske bæreevnen? 8 Gi et eksempel på at bæreevnen for et område kan endres. 9 Hva mener vi med sykliske bestandssvingninger? 10 Hvilke andre dyr påvirkes av svingninger i smågnagerbestanden, og hvordan påvirkes de? 11 Hvordan virker antibeitestoffer på beitedyrene? 12 Hvordan har vi mennesker redusert betydningen av de faktorene som virker vekstregulerende i naturlige populasjoner? KONTROLLOPPGAVER

20 34 KAPITTEL Økosystemer i endring Organismesamfunn og økosystemer kan endre seg. Noen endringer kan skje i løpet av forholdsvis korte tidsperioder, andre foregår over lang tid. De raske endringene kan være uregelmessige og tilfeldige, de kan for eksempel komme av at værforholdene varierer fra år til år. Endringene kan også være regelmessige. Regelmessige bestandssvingninger i populasjoner virker inn på organismesamfunnene. I år med mange smågnagere i fjellet beites mer av vegetasjonen ned. I slike år er det gode næringsforhold for mange rovfugler. Enkelte rovfugl-bestander kan øke merkbart etter et smågnagerår og avtar igjen etter år med færre smågnagere. De raske svingningene fører ikke til at organismesamfunnene og økosystemene endrer seg varig. Økologiske suksesjoner Endringer i organismesamfunn og økosystemer som skjer over lengre tid, og som fører til varige endringer, kaller vi økologiske suksesjoner. Et eksempel er de mange grunne, næringsrike innsjøene som gradvis gror igjen, og som om noen hundre eller tusen år vil være helt eller delvis forvandlet til myrområder. Et annet eksempel er de endringene som skjer når jordbruksland blir liggende ubrukt og den naturlige vegetasjonen gradvis rykker inn. Et tredje eksempel er de endringene som skjer etter at en skogsflate blir hogd ned, og skogen etter mange år gror opp igjen. Økologiske suksesjoner skiller seg fra mer tilfeldige endringer ved at utviklingen foregår over lang tid, og at den skjer i en bestemt retning. Næringsrike innsjøer gror igjen og blir til myrområder. Økologiske suksesjoner er gradvise endringer i organismesamfunn eller økosystemer. Endringene foregår over lang tid og skjer i en bestemt retning.