Det er vår!

Noen har kastet jakke og lue, mens andre fortsatt går rundt i store jakker og ikke ser like overbeviste ut om at det virkelig er varmere tider.

Hvordan vet planter og dyr at det er vår, når vi mennesker tilsynelatende ikke har kontroll på det i det hele tatt?

Planter vet hvor lang dagen er

Vi starter med plantene. De bruker mange ulike strategier for ikke å komme opp av bakken under en snøstorm tidlig i januar, forklarer planteforsker Søren Laurentius Nielsen. Han jobber ved Institutt for naturvitenskap og miljø ved Roskilde Universitet i Danmark. 

Mange planter og trær har noen fargestoffer, kalt fytokromer, som kan absorbere lys.

Disse fargestoffene kan eksistere i to forskjellige kjemiske former, avhengig av hvor mye lys de har blitt utsatt for over tid. På denne måten vet plantene hvor lang dagen er og om det er tid for å spire eller holde seg i ro.

Fytokromene er så lysfølsomme at de kan fange opp selv svært lave lysnivåer. Så plantene vet at våren har kommet selv om vi mennesker kanskje ikke gjør det.

– Faktisk blir det ikke styrt av lengden på dagen, men av lengden på natten. Når den har blitt passe kort, vet plantene at det er på tide å springe ut, sier Nielsen.

Planter blomstrer på forskjellige tider av året

Ikke alle planter venter på våren.

Forskere har skilt mellom to typer planter så lenge botanikkfaget har eksistert.

En type planter kalles langdagsplanter, og de blomstrer når dagene blir lengre. Andre planter, kalt kortdagsplanter, blomstrer når dagene blir kortere.

Begge typene planter styres av fytokromene, men de behandler signalet forskjellig.

– Dette har vært kjent i mange år, og det brukes for eksempel når du vil at tulipaner eller julestjerner skal blomstre i midten av desember, når det er som mørkest. Da justerer man lyset i drivhusene for å få plantene til å springe ut rett før jul, sier Nielsen.

Planter har et indre termometer

Den andre strategien for å time våren riktig, er at plantene kjenner om det er varmt nok til å springe ut eller om de kommer til å fryse i hjel.

Plantene har selvsagt ikke noe termometer i stilken, men alle biokjemiske prosesser er temperaturfølsomme og blir sterkere når temperaturen stiger.

Nielsen forklarer at i mange planter skjer det ulike, motstridende biokjemiske prosesser, og noen er mer temperaturfølsomme enn andre.

Det betyr at når temperaturen stiger, vil noen av prosessene for eksempel danne mer av visse biologiske molekyler. Når mengden av disse molekylene overstiger en viss terskelverdi, vet planten at det er vår, og da spirer den.

– Mange planter bruker en kombinasjon av lys og varme for å finne den rette tiden til å springe ut, forklarer Nielsen.

Global oppvarming kan endre våren

Hvordan vil det bli i fremtiden, når den globale oppvarmingen har kommet lenger enn i dag? Kan plantene skjønne at våren kommer tidligere?

Ifølge Nielsen vil mange planter ikke bli påvirket av klimaendringer, fordi lengden på dagen ikke endres selv om det blir noen grader varmere.

De varmefølsomme plantene vil derimot trolig spire litt tidligere, fordi det vil bli varmere enn for eksempel for 100 år siden. Forskere har bekreftet dette i vitenskapelige studier.

– Det er et tema det forskes mye på for tiden, sier Nielsen.

Noen planter trenger frost

I tillegg kan global oppvarming føre til at enkelte blomster og planter ikke spirer i det hele tatt.

Noen planter er nemlig avhengige av en skikkelig runde med frost om vinteren. Ellers klarer de ikke å spire våren etter.

Dermed kan global oppvarming endre sammensetningen av plantene vi ser om våren.

– Man kan også tenke seg at vinteren blir så mild at noen planter ikke slutter å vokse gjennom vinteren, men bare fortsetter, sier Nielsen.

Våren styres av hormoner og lys

Det var plantene, men hva med dyrene?

Veterinær Mads Frost Bertelsen ved København Zoo har nettopp utført keisersnitt på en impala og bedøvet en bavian med tannverk. Han har litt tid før han skal undersøke ei ku med utslett og en okapi med tynn mage.

Bertelsen forteller at dyrenes vårregulering avhenger av lys – eller egentlig av mørke, som med plantene.

I hjernen sitter pinealkjertelen, som påvirkes av den lysmengden øyet registrerer. Pinealkjertelen varierer utskillelsen av stoffet melatonin, som styrer døgnrytmen hos dyr og mennesker. Melatonin påvirker også andre prosesser i kroppen, slik som produksjonen av kjønnshormoner.

Mengden dagslys på en dag styrer altså dyrenes hormonproduksjon, slik at døgnets lengde avgjør når dyrene kommer i brunst og får unger. Som helst bør skje til rett tid på året. For mange dyr på våre breddegrader er den riktige tida rundt mars og april.

– Det er den veldig enkle forklaringen. Dyrene kan merke lengden på dagen og spesielt endringer i denne, sier Mads Frost Bertelsen.

Hester bruker årets mørkeste dag

Siden dyr føder på ulike tider av året og skal være i brunst på en tid som passer med det, bruker de lysmengden forskjellig.

Hester, for eksempel, er drektige i et knapt år, så de skal helst være brunstige om våren. Det betyr at når hestene i slutten av desember kan merke at dagene begynner å bli lengre, starter de produksjonen av hormoner som gjør at de blir  klare for parring i løpet av februar og mars.

Det samme gjelder katter, som ofte får løpetid tidlig på våren. Endringen i daglengden i slutten av desember setter også for dem sakene i gang, men katter er drektige så kort tid at det likevel passer at ungene blir født på våren.

Sauer bruker mørket til å komme i brunst

Noen dyr er verken drektige like kort som katter eller så lenge som hester og bruker i stedet endring i lys til å regulere hormonproduksjon og brunst. Lyset endrer seg når dagene blir kortere rundt sankthans.

Et eksempel er sauer. De parer seg om høsten, noe som passer med at de lammer om våren, når det er mye gress og urter.

Sauene bruker den krympende daglengden til å regulere hormonene.

Det samme gjelder hjort, som i likhet med sauer verken har en veldig kort eller lang graviditet.

– Det er veldig smart innrettet, men det er også nødvendig, for hvis hjorten fødte i midten av desember, ville det ikke vært noe å spise, og da ville ikke ungene overleve, forklarer Bertelsen.

Isbjørnfostre utvikler seg ikke om sommeren

Noen dyr er ekstreme når det gjelder bruk av daglengde for å bestemme brunst og drektighet.

Pandaen er for eksempel brunstig bare i ett til to døgn om våren, så hannen og hunnen, som ellers lever hver for seg, må møtes til helt rett tid.

Isbjørner parer seg tidlig på våren, men siden ungene helst ikke skal utvikle seg før senere på året, ligger fostrene i dvale i livmoren og utvikler seg ikke hele sommeren.

Først på høsten begynner de sin utvikling. Ungene blir født til jul, slik at hunnen kan gi dem melk hele vinteren mens de ligger beskyttet i hulen sin.

– Når våren kommer, har hunnen gått ned opptil 100 kilo, og da kommer både mor og unger ut for å finne mat, sier Bertelsen.

Veddeløpshester bør fødes i januar

Vi mennesker har selvsagt funnet ut hvordan vi kan utnytte denne lysreguleringen av dyrenes drektighetssyklus.

Dette gjelder for eksempel oppdrettere av veddeløpshester.

Veddeløpshester løper mot andre hester fra sin egen årgang, og det er en fordel å være blant de eldste. En hest født i januar vil dermed ha en fordel fremfor en hest født i april, som er da hester normalt får føll.

For å få hestene til å fole tidligere enn vanlig, skrur hesteoppdretterne opp lysmengden i hestestallen om høsten.

For hestene virker det som om de nå har passert årets mørkeste dager. De starter derfor hormonproduksjonen som gjør at de kommer i brunst rundt januar. Et år senere føder de en løpshest til akkurat rett tid.

– Man har prøvd noe lignende med sauer, men det krever at fjøset er hermetisk stengt for lys, og det er veldig vanskelig, sier Bertelsen.

Kunstig lys kan få svarttroster til å kvitre

Noen ganger går det galt for dyrene.

For eksempel kan kunstig lys fra byer framstå som et vårtegn.

– Så sitter det en forvirret svarttrost og synger i vei i desember, er det nok fordi den er påvirket av store mengder kunstig lys som har kortsluttet dens indre klokke og gitt den vårfølelse, sier Bertelsen.

© Videnskab.dk. Oversatt av Trine Andreassen for forskning.no. Les originalsaken på videnskab.dk her.

LES OGSÅ

Hvordan vet trærne når de skal våkne om våren?

Slik overlever froskene vinteren