Plantenes giftige hevn

Planter sender ut kjemiske forsvarsstoffer for å beskytte seg selv mot å bli spist. Slik styrer plantene også dyrenes livssyklus i naturen. Denne forklaringen på en av biologiens største gåter er lansert av tre forskere ved Universitetet i Bergen.

Publisert

Spørsmålet om hvorfor vi finner regelmessige svingninger i dyrebestander har vært et viktig tema innen biologien: Hvorfor svingningene forekommer, og hva som bestemmer perioden, eller avstanden mellom toppene i svingningene, har biologer og økologer forsøkt å finne svar på i over 100 år.

Hvordan føden styrer syklusene

Biologene Tarald Seldal, Arild Breistøl og Göran Högstedt lanserte sin teori om dette temaet i artikkelen «Period Length In Cyclic Animal Populations» i det prestisjefylte tidsskriftet Ecology tidligere i år.

"Sammen med forskerne Tarlad Seldal og Arild Breistøl har Göran Högstedt lansert en oppsiktvekkende teori om planters påvirkning av dyrenes sykluslengde. (Foto: Marius Hauge)"
"Sammen med forskerne Tarlad Seldal og Arild Breistøl har Göran Högstedt lansert en oppsiktvekkende teori om planters påvirkning av dyrenes sykluslengde. (Foto: Marius Hauge)"

- I vårt arbeid lanserer vi en tankegang om at det er føden som styrer syklusene. Dette er ingen ny tanke, men det vi diskuterer er på hvilken måte føden kan påvirke.

- For å forstå denne sammenhengen mellom føde og planteeternes bestand, må vi se på syklusene til både planter og dyr. Vi vet sykluslengden på en del planteetere, og vi vet om sykluser hos en hel del planter, sier professor Göran Högstedt.

Forsvarsstoffer

Allerede på 1970-tallet foreslo finske forskere at sykluser hos mus styres av kjemiske forsvarsstoffer som plantene utvikler når de blir beitet på.

Planter som forsvarer seg blir uspiselige for musene, og konsekvensen blir at musene sulter, dør og populasjonen minker, hvilket gjør at plantene kan «avruste» og i stedet bruke sine ressurser til vekst og spredning av frø.

Forekomsten av et slikt planteforsvar er godt dokumentert, men dets mulighet til å styre sykluser har ikke vært fremsatt tidligere.

Plantene mobiliserer mot å bli spist

En av teoriene på dette området har vært at det er predatorene, bytteeterne, i næringskjeden som styrer syklusen. Andre forskere har konkludert med at parasitter eller sykdommer oppstår og spres kjappere i store bestander, og at det er avgjørende for disse svingningenes karakter.

Populasjonsendringer kan også skyldes mangel på føde, men ifølge Högstedt er det sjelden man ser spor av overbeiting i forbindelse med bestandskollapser.

Det er ikke funnet tilfredsstillende bevis for noen av de nevnte teoriene, og det er derfor fortsatt en gåte hvordan disse mekanismene fungerer.

Plantespisende dyr

Tarald Seldal, Arild Breistøl og Göran Högstedt studerte plantespisende dyr, herbivorer på fagspråket, i et forsøk på å finne svaret på gåten. I utviklingen av sin teori analyserte forskerne dyrenes sykluslengde i forhold til plantenes livslengde.

- For en plante er spørsmålet hvor lenge forsvaret skal være aktivt. Altfor rask demobilisering medfører fortsatt beiting og tap av vev for planten, mens et langvarig forsvar innebærer sterkt redusert tilvekst og frøsetting sammenlignet med planter som «avruster» på et optimalt tidspunkt.

For en kortlivet urt, som kanskje har en livslengde på ti år, må demobiliseringen skje før den dør, ellers vil den ikke kunne gi avkom. For en eik som kan bli 500 år gammel gjelder samme prinsipp, men på en annen skala. Den vil måtte demobilisere etter cirka 40 år. Tidstapet blir relativt mindre med økt livslengde, forklarer Högstedt.

Oppsiktsvekkende teori

De planteeterne som lever på eik får altså ingen næringsrik mat den tiden eiken opprettholder sitt forsvar, og kan derfor ikke øke i antall over lang tid sammenlignet med en art som lever på kortlivede urter. Ved å se på herbivorer som beiter på gress, en kortlivet plante, finner vi også en slik sammenheng.

Sau, smågnagere og nattsvermere beiter alle på gress, og alle disse artene har korte sykluser på fire år. Dette viser at herbivorenes sykluslengde bestemmes av plantenes livslengde. Dette er ny viten og en teori som Högstedt, Seldal og Breistøl har vakt oppsikt med.

- Dette med at plantenes livslengde bestemmer herbivorenes sykluslengde har ingen teoretisert tidligere. Man har antatt at plantespisere med mange unger og rask kjønnsmodning har kortere syklus, mens det tar lengre tid for store og langsomt reproduserende arter å nå høy bestandstetthet. Men dette stemmer ikke.

Forskjellig syklus

Det nye arbeidet som UiB-forskerne har fremlagt i Ecology viser nemlig at mange små og raskt reproduserende dyr har lengre sykluser enn hjort og elg. Omvendt har villsau, som er en forholdsvis stor planteeter, sykluser på fire år, det samme som de fleste mus.

- Videre ser det ut som om herbivorer som spiser samme planteart har samme sykluslengde, og at syklusen utformes uavhengig av dyrenes livshistorie og størrelse, sier Högstedt.