Sex og mat. Alle organismer i verden trenger dette for å overleve og føre slekten videre – og vi vil gjøre alt mulig for å få fatt i det.

Et utvalg menn på et diskotek kan tjene som eksempler: Noen stiller seg i baren og venter på at en søt jente skal komme forbi. Andre plasserer seg på dansegulvet og grafser på alt og alle.

Tilsvarende vil én sulten hoppekreps ha som strategi å ligge helt stille i vannet for å snappe til seg byttet med et rykk når det svømmer forbi. Mens en annen bakser med lemmene og nærmest «skyver» maten inn i gapet.

I en ny studie omtaler forskerne slike strategier som «trekk», og de har laget en rekke globale kart for ulike varianter. Ikke over diskotekmenn, men over hoppekreps.

Det innebærer et oppgjør med en 150 år gammel darwinistisk tradisjon.

• Les også: Hva er egentlig en art?

En mye enklere måte å beskrive økosystemer

Siden Charles Darwins tid har vi forstått naturen gjennom å studere arter. Han kalte hovedverket for «Artenes opprinnelse», og evolusjonsteorien er i dag grunnlaget for all biologisk forskning.

Men arter er en utilstrekkelig og komplisert måte å beskrive økosystemer på – i alle fall hvis man vil forstå hvordan de fungerer, mener professor Thomas Kiørboe fra Center for Ocean Life, DTU Aqua. Han står bak den nye studien, som er publisert i Ecology Letters.

– Et av økologiens viktigste mål er å forstå hvorfor organismer finnes på ulike steder, og hvordan økosystemer er strukturert. Den tradisjonelle måten å gjøre det på er å se på hvordan artene er fordelt. Men havets skapninger lever ikke der de gjør og på den måten de gjør på grunn av navn eller slektskap – det gjør de basert på hvordan de passer inn i og utnytter miljøet, forklarer han.

– Derfor forsøker vi å jobbe med de trekkene som karakteriserer individene, for eksempel hvordan de spiser. Det er en mye enklere måte å dele opp og beskrive økosystemer i havet på, og det sier samtidig noe om økosystemenes funksjon. 

Tre livsmål: spis, overlev og reproduser

Både hoppekreps og mennesker har tre oppdrag her i livet:

1. Å spise
2. Å reprodusere seg
3. Å overleve

De fellestrekkene som forskerne ved Centre for Ocean Life har delt inn hoppekrepsene etter, har alle betydning for disse målene.

I prinsippet ville det være mulig å dele inn alle organismer i verden på denne måten – også de som befinner seg på landjorda. Maur, huskatter, moskusokser, kongeørner og sjiraffer kunne vise seg å ha trekk til felles.

I den nye studien er det likevel økosystemene i havet forskerne tar for seg.

• Forskeren forteller: Slik gir vi navn til nye arter

– Vi hopper over et ledd

Forskerne samlet inn eksisterende data om organismene, og observerte dem også under kontrollerte forhold i laboratoriet, for å dele dem inn etter fellestrekk.

De utarbeidet en rekke kart som er mye mer oversiktelige enn noe man kunne ha lagt ved hjelp av arter, mener professor Thomas Kiørboe.

– Vi er ikke interessert i artene, vi er interessert i funksjonen, og den er bestemt av de trekkene som utgjør økosystemet. Det er mange færre fellestrekk enn det er arter, så beskrivelsen blir både enklere og mer presis. Du kan oversette arter til trekk – men du kan ikke gå den andre den veien. Vi hopper faktisk over et ledd, forklarer han.

• Les også: Rumpehumor og forskersjalusi avsløres i navn på arter

Vi er vant til å snakke om arter

De danske forskerne utfordrer en lang tradisjon innen biologien.

– Det er kontroversielt: Alle snakker om arter fordi vi er lært opp til det, sier Kiørboe.

– Men det er samtidig en bevegelse i tiden. Vi prøver å forstå mekanismene og ikke bare utføre statistiske analyser. 

Kiørboe tror studien vil vekke oppsikt. Det er første gang noen har laget en så detaljert beskrivelse av organismenes funksjon i havet, påstår han.

• Les også: Hva definerer en art?

Gir viktig innsikt i dyreplankton

Den nye studien er «det mest komplette og grundige av sitt slag», mener Andrew Barton, som er biologisk oseanograf og økolog ved Scripps Institution of Oceanography, University of California San Diego.

Han arbeider også med mikrober og dyreplankton-trekk, men har ikke vært involvert i denne studien. Barton er spesielt begeistret for at forskerne har gjort kartdatabasen offentlig tilgjengelig, slik at andre forskere kan ta den i bruk.

– Studien er grundig og gir en viktig innsikt i hvordan dyreplanktons trekk varierer i forskjellige miljøer i havet, skriver han i en e-post til videnskab.dk.

Han mener også at den «trekkbaserte» tilnærmingen gir en bedre forståelse av økologisk kompleksitet og biologisk mangfold.

– I stedet for å se på tusenvis av arter, hver med sine egenskaper, kan du vurdere variasjonen i noen få avgjørende trekk som bestemmer beste tilpasning, skriver han.

• Les også: – Langt flere arter enn vi har trodd

Kroppsstørrelse er avgjørende

Forskerne har beskrevet fem–seks nøkkelegenskaper for hver art av copepoder, altså hoppekreps. Deretter oversatte de dem til trekk.

Alt i alt har forskerne data for 500 arter. Det finnes egentlig 10 000, men 9500 er veldig sjeldne.

– Et av disse fellestrekkene er kroppsstørrelse, forteller ph.d.-student Philipp Brun. Han arbeider også ved Centre for Ocean Life.

– Kroppens størrelse avgjør hvem du spiser og hvem som spiser deg. Den har også betydning for hvordan du beskytter deg. En stor hoppekreps trenger mindre energi for å bevege seg og kan svømme ned i vannet for å unngå fiender. Og størrelse påvirker hvordan du reproduserer deg, så det er faktisk et trekk som har noe å si for alle livsmål, sier Brun.

Nøkkelegenskaper brukt til inndeling

I tillegg til kroppsstørrelse så forskerne for eksempel på:

• Hvordan hoppekrepsen samler inn mat.
• Hvordan den reproduserer seg.
• Hvordan nervesystemet er innrettet – en avgjørende faktor for hvor raskt en hoppekreps kan reagere på rovdyr.

Alle trekk har fordeler og ulemper. Hvis hoppekrepsens strategi er å ligge helt stille og vente på maten, er risikoen lavere, men det er utbyttet også.

Hoppekrepsen som jobber mer for maten, skaper forstyrrelser i vannet som kan trekke til seg rovdyr.

– De trekkene vi har valgt ut, er avgjørende for om den kan overleve og få avkom, forklarer Thomas Kiørboe.

Vil sette hele havet på formel

Men selv om copepoder er en avgjørende gruppe av dyreplankton, er det likevel bare første skritt på veien.

Forskerne vil lage trekkbaserte kart over alle organismer i havet, fra dyreplankton til maneter og fisk. Deretter vil de sette alt sammen på formler.

De mener trekk er avgjørende for hvor en hoppekreps befinner seg og hvorfor. Dermed bør det være mulig å forutsi hva slags hoppekreps som finnes på et bestemt område.

Da blir det igjen mulig å si noe om hvordan de vil bli påvirket av for eksempel klimaendringer.

Copepoder spiller for eksempel en avgjørende rolle i havets karbonregnskap, ettersom de trekker CO₂ med seg ned fra overflaten. Store hoppekreps trekker mer karbondioksid med seg ned, og de trekker det dessuten lenger ned. Det har betydning for hvor lenge karbondioksidet forblir i havet.

Som å lage et værvarsel – for havet

Formler er veldig nyttige for å danne seg et helhetsbilde av havets økosystemer og hvordan de vil se ut i fremtiden, forteller Kiørboe.

– Vi lager slike modeller for å foregripe begivenhetene. Det er som å lage et værvarsel. Det kan man heller ikke gjennomføre eksperimentet på forhånd, men man bruker beregningsmodellene til å si at været sannsynligvis blir slik og slik i morgen. Det er ikke alltid det stemmer, men det er bedre enn ingenting. 

– Nå har vi samlet inn og delt inn dataene, og på den måten er denne studien banebrytende, men det er også bare første skritt. Det neste skrittet blir å prøve å sette tall på funksjonene. 

Referanse:

Brun, P., Payne, M.R. og Kiørboe, T. (2016) «Trait biogeography of marine copepods – an analysis across scales», Ecology Letters, doi: 10.1111.

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.

Les mer om hvor vanskelig det er å definere hva en art er: