Da dinosaurene ble utryddet, vokste fruktene seg større – pattedyrene fikk dem til å krympe igjen
Gigantiske dyr har hatt en betydelig innvirkning på utviklingen av frø og frukter i tropiske regnskoger, ifølge ny forskning.
Selv et stort nåletre eller en bananpalme kan raskt falle i bakken i møte med en gigantisk dinosaur.(Illustrasjon: Victor O. Leshyk)
BenjaminHeideJOURNALIST, VIDENSKAB.DK
Publisert
I Brasil har frøene til en bestemt palmeart krympet i de
siste 100 årene. Ikke på grunn av klimaet, men fordi det har blitt færre
tukaner.
De store tukanene spiste frøene fra palmetrærne og fraktet
dem milevis før de slapp dem fra seg. Men nå har jegere svekket tukanbestanden.
Nå har evolusjonen trådt til for å finne en løsning og sikre
at treet overlever: Frøene har blitt mindre i størrelse, slik at mindre fugler
kunne spise dem.
I en ny studie har forskere undersøkt samspillet mellom frø
og dyreliv gjennom de siste 66 millioner årene – helt tilbake til dinosaurenes
tid.
– Studien vår bidrar til en mer mekanistisk forståelse av
dyrenes rolle i økosystemer som et resultat av evolusjon, men også som en
kraft som kan drive utviklingen av andre organismer, sier Jeppe Aagaard
Kristensen.
Han er forsker ved Institutt for biologi ved Aarhus Universitet i Danmark.
Store pattedyr og dinosaurer kan ha hatt en avgjørende
innflytelse på utviklingen og størrelsen på frukt og frø, ifølge forskerne.
Når det finnes store dyr, krymper frukt og frø. Når det ikke
er noen store dyr, blir kampen om lyset den dominerende evolusjonære
drivkraften, og store frø får en fordel.
Naturlige ingeniører dominerte i skogen
For mer enn 66 millioner år siden streifet store dinosaurer
rundt i de tropiske regnskogene og fungerte som ingeniører eller forvaltere av
økosystemet. De felte trær, spiste planter og tråkket på busker.
Alt dette bidro til å skape variasjon og åpninger i den
tette regnskogen, slik at lyset kunne nå skogbunnen. Dermed ble det lettere for
frø å vokse opp og starte fotosyntesen.
Men da de store dinosaurene døde ut for om lag 66 millioner
år siden, ble skogene tettere. Det ble færre lysninger og dermed mindre lys som
nådde skogbunnen.
I løpet av de neste 10–15 millioner årene førte dette til at
nye treslag med større frø og frukter vokste frem i de tropiske skogene. Det er
gunstigere når det er mangel på lys.
– Når det er mer lys, lønner det seg ikke med store frø,
sier Jeppe Aagaard Kristensen.
– Store frø får med seg en matpakke. Det gjør at spirene kan
vokse de første 30-40 centimeterne før de trenger energi fra sollyset, sier
han.
Frukt og frø i skogen
Fruktens funksjon:
Frukt har utviklet seg for å beskytte frøene og tiltrekke
seg dyr som kan spre dem.
De inneholder næringsstoffer som gjør dem attraktive for
dyr.
De store frøene kan lettere spire i skyggen av de høye
trærne og plantene i regnskogen, noe som gir dem en fordel i forhold til
planter med mindre frø når de konkurrerer om det knappe lyset i en mørk
skogbunn.
Dyrenes rolle i frøspredningen:
Fugler og pattedyr spiser frukt og sprer frø gjennom
avføringen sin.
Store dyr kan spise større frø enn mindre dyr og kan
transportere frøene over lengre avstander, noe som favoriserer trærne med de
største frøene.
Hvis de store dyrene forsvinner – for eksempel på grunn av
jakt eller hogst – vil det bli mangel på frøspredere for de største trærne, noe
som favoriserer planter med mindre frø som kan spres av mindre dyr.
Økologisk balanse:
Regnskogstrær og fruktspisende dyr er avhengige av hverandre
for å opprettholde det biologiske mangfoldet.
Endringer i dyrebestandene kan påvirke skogens sammensetning
og gjenoppbygging.
(Kilde: Jeppe Aagaard Kristensen).
Store pattedyr spiser frukt og sprer frø
De største dinosaurene var planteetere. De var overhodet
ikke interessert i fruktene som hang på trærne.
– De små frøene og fruktene var ikke et attraktivt måltid
for et gigantisk dyr som krevde enorme mengder mat, sier Jeppe Aagaard
Kristensen. Derfor var frukt et mer sjeldent syn i dinosaurenes tid.
Annonse
Men da dinosaurene var borte, ble fruktene store og derfor
attraktive som mat for mange pattedyr. Selv de aller største pattedyrene på
rundt 6000 kilo – de kan være forfedrene til elefanten – ble interessert i
fruktene for rundt 35 millioner år siden.
I utgangspunktet er det en vinn-vinn-situasjon for både
trærne og de store pattedyrene. De store pattedyrene får næring, mens trefrøene
blir transportert i dyrets mage til de kommer ut med avføringen flere kilometer
unna.
– Men dyrene er også en slags bulldosere som åpner opp
skogen og øker tilgangen på lys der de ferdes, noe som favoriserer de plantene
som produserer mange små frø i stedet for noen få store, forklarer Kristensen.
De store pattedyrene har altså samme funksjon som de store
dinosaurene. Dette gir dem en slags dobbeltrolle, forklarer han.
Forskerne i den nye studien har beregnet hele utviklingen
over millioner av år ved å programmere en datamodell basert på relativt enkle
økologiske sammenhenger.
Modellen er matet med data om frøstørrelse og dyrestørrelser
fra ulike tidsperioder, som er kjent fra fossiler helt tilbake til dinosaurenes
tid. Lysnivåer og næringstilgang er estimert basert på konsentrasjoner og
isotopsammensetninger i fossilt plantemateriale.
Likevel er det mye vi ikke vet om skogene fra den gangen.
Modellens antakelser om hvordan planter og dyr samhandler og påvirker
hverandre, er basert på kunnskap fra dagens økosystemer.
– Vi formulerer matematikk basert på hvordan moderne
økosystemer fungerer og mater systemet med data fra fortiden. Det er spennende
å se om det gir meningsfulle resultater eller blir rent tull, sier Jeppe
Aagaard Kristensen.
Men modellen forutsa korrekt hvordan frø- og dyrestørrelser
utviklet seg over tid og hvor store de kunne bli. Det bekreftet at de
økologiske reglene modellen bygger på, er gyldige gjennom hele jordens
historie, forklarer Kristensen.
Det betyr at modellstudien kan brukes til å utvikle
hypoteser om pattedyrenes rolle i økosystemenes utvikling etter dinosaurenes
tid, noe som lenge har vært et mysterium blant forskerne.
Jakob Vinther er enig. Han er forsker i evolusjon ved
University of Bristol i Storbritannia og mener at studien er et «godt bidrag
til debatten om hvordan dyr, planter og økosystemer påvirker hverandre».
Annonse
Han mener at det er behov for slike studier for å få
bekreftet om hypotesene forskerne har, faktisk kan stemme i virkeligheten.
I dag mangler vi store naturlige ingeniører i skogene rundt
oss, og studien tar for seg dette problemet.
I løpet av de siste 50 000 årene har for eksempel mammuten
og andre store dyr blitt utryddet. Basert på forskernes modell finnes det to
scenarier. I det ene holder menneskene landskapene åpne, og i det andre gjør vi
ikke det.
I scenariet der menneskene holder landskapene åpne, for
eksempel ved å felle trær, men uten å være effektive frøspredere, forutsier
modellen at den gjennomsnittlige frøstørrelsen reduseres med om lag 60 prosent.
Hvis vi slutter å holde landskapene åpne, forutsier modellen
at «kappløpet mot lyset» starter på nytt, slik at store frø igjen vil ha en
fordel.
Men det er flere utfordringer forbundet med å overføre
studiens funn til nåtiden, sier Jacob Heilmann-Clausen, forsker ved Institut
for Biodiversitet ved Københavns Universitet.
– Jeg er skeptisk til om tapet av store planteetere ville
ført til større frø i trær og busker i dag. Det er i hvert fall mange andre
ting som også spiller en rolle, sier han.
– Jeg vil være forsiktig med å bruke det lange
tidsperspektivet de har i studien og overføre kunnskap derfra en-til-en til vår
situasjon i dag.
Selv om han synes studien er veldig spennende og åpner opp
for ny forståelse av samspillet mellom dyr, frøstørrelser og økosystemdynamikk
gjennom evolusjonen, er dette forholdet mer uoversiktlig i dag.
Jeppe Aagaard Kristensen er helt enig.
Hovedgrunnen til at bildet er mer rotete i dag, er at
mennesket opptrer som hyperingeniører i verdens økosystemer, som vi påvirker på
en rekke måter.
Annonse
Han mener at vi på mange måter har overtatt dinosaurens
rolle i økosystemet.
– Når vi har evnen til å omforme hele økosystemer, følger
det naturligvis en forpliktelse til å bruke den på en ansvarlig måte og bare
når det er nødvendig, avslutter Kristensen.