Kan djur, växter och svampar anpassa sig till klimatförändringarna?

av Anja Marie Westram

Bytesdjur skyddar sig mot rovdjur genom att använda kamouflagefärger. Fiskar kan röra sig snabbt i vattnet på grund av sin långsträckta form. Växter använder dofter för att attrahera pollinerande insekter: anpassningar av levande varelser till sin miljö är allestädes närvarande. Sådana anpassningar bestäms i organismens gener och uppstår genom evolutionära processer över generationer – till skillnad från många beteenden, till exempel, påverkas de inte spontant av miljön under livets gång. En snabbt föränderlig miljö leder därför till "missanpassning". Fysiologi, färg eller kroppsstruktur är då inte längre anpassad till omgivningen, så att reproduktion och överlevnad blir svårare, populationsstorleken minskar och populationen kan till och med dö ut.

Den mänskliga ökningen av växthusgaser i atmosfären förändrar miljön på många sätt. Betyder detta att många populationer inte längre är väl anpassade och kommer att dö ut? Eller kan levande varelser också anpassa sig till dessa förändringar? Så kommer det under loppet av några generationer att dyka upp djur, växter och svampar som bättre klarar av till exempel värme, torka, havsförsurning eller minskat istäcke av vattendrag och som därför kan överleva klimatförändringarna bra?

Arter följer klimatet som de redan är anpassade till och dör ut lokalt

Faktum är att laboratorieexperiment har visat att populationer av vissa arter kan anpassa sig till förändrade förhållanden: i ett experiment vid Vetmeduni Wien, till exempel, lade fruktflugor betydligt fler ägg efter drygt 100 generationer (inte lång tid, eftersom fruktflugor reproducerar sig snabbt) under varma temperaturer och hade ändrat sin ämnesomsättning (Barghi et al., 2019). I ett annat experiment kunde musslor anpassa sig till surare vatten (Bitter et al., 2019). Och hur ser det ut i naturen? Även där visar vissa populationer tecken på anpassning till förändrade klimatförhållanden. Rapporten från arbetsgrupp II i IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) sammanfattar dessa resultat och understryker att dessa mönster främst återfanns hos insekter, som till exempel börjar sitt "vinteruppehåll" senare som en anpassning till längre somrar (Pörtner et al., 2022).

Tyvärr tyder vetenskapliga studier allt mer på att (tillräcklig) evolutionär anpassning till klimatkrisen sannolikt snarare är undantaget än regeln. Utbredningsområdena för många arter förskjuts till högre höjder eller mot polerna, vilket också sammanfattas i IPCC-rapporten (Pörtner et al., 2022). Arterna ”följer” därför det klimat som de redan är anpassade till. Lokala populationer i den varmare kanten av området anpassar sig ofta inte utan migrerar eller dör ut. En studie visar till exempel att 47 % av de 976 djur- och växtarter som analyserats har (nyligen) utdöda populationer i den varmare kanten av området (Wiens, 2016). Arter för vilka en tillräcklig förskjutning av utbredningsområdet inte är möjlig - till exempel för att deras utbredning är begränsad till enskilda sjöar eller öar - kan också dö ut helt. En av de första arterna som bevisats ha dött ut på grund av klimatkrisen är Bramble Cay mosaiksvansråtta: den hittades bara på en liten ö i Stora barriärrevet och kunde inte undvika upprepade översvämningar och klimatrelaterade vegetationsförändringar (Waller et al., 2017).

För de flesta arter är tillräcklig anpassning osannolik

Hur många arter som kommer att kunna anpassa sig tillräckligt till ökande global uppvärmning och havsförsurning och hur många som kommer att dö ut (lokalt) går inte att förutsäga exakt. Å ena sidan är själva klimatprognoserna behäftade med osäkerhet och kan ofta inte göras i tillräckligt liten skala. Å andra sidan, för att göra en förutsägelse för en population eller art skulle man behöva mäta dess genetiska mångfald som är relevant för klimatanpassning – och detta är svårt även med dyr DNA-sekvensering eller komplexa experiment. Men vi vet från evolutionär biologi att tillräcklig anpassning är osannolik för många populationer:

• Snabb anpassning kräver genetisk mångfald. När det gäller klimatkrisen innebär genetisk mångfald att individer i ursprungsbefolkningen till exempel klarar höga temperaturer olika på grund av genetiska skillnader. Endast om denna mångfald finns kan värmeanpassade individer öka i populationen under uppvärmningen. Genetisk mångfald beror på många faktorer – till exempel befolkningens storlek. Arter vars naturliga utbredning omfattar klimatmässigt olika livsmiljöer har en fördel: genetiska varianter från redan varmanpassade populationer kan ”transporteras” till varmare områden och hjälpa köldanpassade populationer att överleva. Å andra sidan, när klimatförändringar leder till förhållanden som ingen population av arten ännu är anpassad till, finns det ofta inte tillräckligt med användbar genetisk mångfald - det är precis vad som händer i klimatkrisen, särskilt vid de varmare utbredningsområdena ( Pörtner et al., 2022).
• Miljöanpassning är komplext. Klimatförändringen i sig ställer ofta flera krav (förändringar i temperatur, nederbörd, stormfrekvens, istäcke...). Det finns också indirekta effekter: klimatet påverkar även andra arter i ekosystemet, till exempel på tillgången på foderväxter eller antalet rovdjur. Till exempel är många trädslag inte bara utsatta för större torka, utan också för fler barkborrar, eftersom de senare gynnas av värme och producerar fler generationer per år. Träd som redan är försvagade utsätts för ytterligare påfrestningar. I Österrike drabbar detta till exempel gran (Netherer et al., 2019). Ju fler olika utmaningar klimatkrisen ger, desto mindre sannolik blir en framgångsrik anpassning.
• Klimatet förändras för snabbt på grund av mänsklig påverkan. Många anpassningar som vi observerar i naturen har uppstått under tusentals eller miljontals generationer – klimatet å andra sidan förändras just nu drastiskt inom bara några decennier. Hos arter som har kort generationstid (d.v.s. reproducerar sig snabbt) sker evolutionen relativt snabbt. Detta kan delvis förklara varför anpassningar till antropogena klimatförändringar ofta har hittats hos insekter. Däremot tar stora, långsamt växande arter, som träd, ofta många år att föröka sig. Det gör det mycket svårt att hänga med i klimatförändringarna.
• Anpassning betyder inte överlevnad. Befolkningar kan mycket väl ha anpassat sig till klimatförändringar i viss mån – till exempel kan de överleva värmeböljor bättre idag än före den industriella revolutionen – utan att dessa anpassningar är tillräckliga för att överleva en uppvärmning på 1,5, 2 eller 3°C på lång sikt. Dessutom är det viktigt att evolutionär anpassning alltid innebär att dåligt anpassade individer får få avkommor eller dör utan avkomma. Om detta drabbar för många individer kan de överlevande vara bättre anpassade – men populationen kan ändå krympa så mycket att den dör ut förr eller senare.
• Vissa miljöförändringar tillåter inte snabba justeringar. När en livsmiljö förändras i grunden är anpassning helt enkelt otänkbar. Fiskpopulationer kan inte anpassa sig till livet i en torr sjö, och landdjur kan inte överleva om deras livsmiljö är översvämmad.
• Klimatkrisen är bara ett av flera hot. Anpassningen blir svårare ju mindre populationer är, desto mer fragmenterad livsmiljö, och ju fler miljöförändringar som sker samtidigt (se ovan). Människor gör anpassningsprocesser ännu svårare genom jakt, förstörelse av livsmiljöer och miljöföroreningar.

Vad kan man göra åt utrotning?

Vad kan göras när det inte finns något hopp om att de flesta arter kommer att anpassa sig framgångsrikt? Utrotning av lokala populationer kommer knappast att kunna förebyggas – men åtminstone olika åtgärder kan motverka förlust av hela arter och krympning av utbredningsområden (Pörtner et al., 2022). Skyddade områden är viktiga för att bevara arter där de är väl anpassade och för att bevara befintlig genetisk mångfald. Det är också viktigt att koppla ihop de olika populationerna av en art så att varmanpassade genetiska varianter lätt kan spridas. För detta ändamål etableras naturliga ”korridorer” som binder samman lämpliga livsmiljöer. Detta kan vara en häck som binder samman olika trädbestånd eller skyddade områden i ett jordbruksområde. Metoden att aktivt transportera individer från hotade populationer till områden (t.ex. på högre höjder eller högre breddgrader) där de är bättre anpassade är något mer kontroversiell.

Konsekvenserna av alla dessa åtgärder kan dock inte uppskattas exakt. Även om de kan hjälpa till att upprätthålla enskilda populationer och hela arter, reagerar varje art olika på klimatförändringar. Områden skiftar på olika sätt och arter möts i nya kombinationer. Interaktioner som näringskedjor kan förändras fundamentalt och oförutsägbart. Det bästa sättet att bevara den biologiska mångfalden och dess ovärderliga fördelar för mänskligheten inför klimatkrisen är fortfarande att effektivt och snabbt bekämpa själva klimatkrisen.

litteratur

Barghi, N., Tobler, R., Nolte, V., Jakšić, AM, Mallard, F., Otte, KA, Dolezal, M., Taus, T., Kofler, R., & Schlötterer, C. (2019) ). Genetisk redundans ger bränsle till polygen anpassning Drosophila. PLoS Biology, 17(2), e3000128. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000128

Bitter, MC, Kapsenberg, L., Gattuso, J.-P., & Pfister, CA (2019). Stående genetisk variation ger bränsle till snabb anpassning till havsförsurning. Nature Communications, 10(1), Article 1. https://doi.org/10.1038/s41467-019-13767-1

Netherer, S., Panassiti, B., Pennerstorfer, J., & Matthews, B. (2019). Akut torka är en viktig orsak till angrepp av barkborre i österrikiska granbestånd. Gränser i skogar och global förändring, 2. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/ffgc.2019.00039

Pörtner, H.-O., Roberts, DC, Tignor, MMB, Poloczanska, ES, Mintenbeck, K., Alegría, A., Craig, M., Langsdorf, S., Löschke, S., Möller, V., Okem, A., & Rama, B. (red.). (2022). Klimatförändringar 2022: Effekter, anpassning och sårbarhet. Bidrag från arbetsgrupp II till den sjätte utvärderingsrapporten från den mellanstatliga panelen för klimatförändringar.

Waller, NL, Gynther, IC, Freeman, AB, Lavery, TH, Leung, LK-P., Waller, NL, Gynther, IC, Freeman, AB, Lavery, TH, & Leung, LK-P. (2017). Bramble Cay-melomier Melomys rubicola (Rodentia: Muridae): En första utrotning av däggdjur orsakad av klimatförändringar orsakade av människor? Djurlivsforskning, 44(1), 9–21. https://doi.org/10.1071/WR16157

Wiens, J.J. (2016). Klimatrelaterade lokala utrotningar är redan utbredda bland växt- och djurarter. PLoS Biology, 14(12), e2001104. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2001104