Det er vanlig å være sjelden – om arters finurlige fordelingsmønstre

Du tenker kanskje at de fleste arter er ganske vanlige og finnes overalt, og at sjeldne arter er et sært fenomen? Den gang ei. Fra naturens side er det sjeldnere å være vanlig enn å være sjelden. Men artene er tilpasset slik sjeldenhet gjennom fininnstilte økologiske mekanismer, som kan settes ut av spill når naturen endres for mye.

Se for deg en skog, et vann eller en grøftekant for den saks skyld. Tenk deg så at du finner alle artene som lever der, og sorterer dem etter hvor mange individer det er av hver art. Hvordan vil resultatet bli?

Sett at du tegner en enkel figur, en graf: På x-aksen sorterer du artene bortover, med den vanligste arten først og den sjeldneste lengst til høyre. Y-aksen viser hvor mange individer det er av hver art. Hvordan blir den kurven, tror du?

Som du kanskje har forstått av tittelen på denne posten, er svaret at du vil få en kurve som daler veldig brått nedover fra de vanligste artene til et passelig mellomsjikt av halvvanlige arter og til sist en fryktelig lang hale av arter som du bare fant én eller noen få individer av. Hvorfor er det slik? La oss se litt nærmere på fenomenet sjeldenhet.

I følge den anerkjente biologen Kevin Gaston tilhører kanskje 90-95% av alle individer på kloden bare 20-25% av alle artene som finnes her. Med andre ord, noen ganske få arter er svært vanlige – de finnes ‘overalt’, og det er veldig mange av dem der de finnes. Det betyr at resten, om lag tre fjerdedeler av alle arter, er sjeldne.

Alle mine biller

Jeg sjekket mine egne data. Jeg har kartlagt insekter i ulike forskningsprosjekter siden jeg tok hovedfag. Til sammen har jeg samlet ganske nøyaktig 191 808 biller, ved hjelp av insektfeller som jeg har hengt opp i skog ulike steder i Sør-Norge. Etter god hjelp fra taksonomer, altså eksperter på artsbestemmelse, vet jeg at disse tilhører 1443 forskjellige billearter (forøvrig ca 40% av alle billearter vi har i Norge). Alle funnene ligger forresten åpent tilgjengelig på http://artskart.artsdatabanken.no. Her ser du hvordan de fordeler seg når jeg lager en slik graf jeg beskrev, sortert med synkende antall individer mot høyre (bare en brøkdel av de 1443 artsnavnene synes på x-aksen – selv med fontstørrelse 3…):

figur-mine-biller

Grafen viser alle biller jeg har samlet i mitt forskerliv så langt, sortert med den vanligste arten til venstre og den sjeldneste til høyre. Y-aksen viser antall individer av hver art.

 

Én art er skikkelig vanlig, stripet vedborer. Den finnes i 23 693 individer. Den nest vanligste arten, granrotbille, er også tallrik (9048 individer), men har under halvparten så mange individer som vedboreren. Og i den andre enden av grafen finner vi, ganske riktig, en uendelig lang hale av sjeldne arter. Faktisk er det slik at en femtedel av artene bare forekommer med ett eneste individ i min database, og halvparten av de 1443 artene er fanget ti eller færre ganger.

Hva er egentlig sjeldenhet?

Sjeldenhet er ikke nødvendigvis enkelt å definere. Vanligvis sier vi at en art er sjelden dersom den bare finnes noen få steder (begrenset geografisk utbredelse), eller at arten er svært fåtallig (lav populasjonstetthet) – eller begge deler. Det kan også være et poeng om arten er en generalist eller en sær spesialist med smal økologisk nisje.

En klassisk artikkel av Deborah Rabinowitz fra 1981 sorterer arter etter de tre nevnte faktorene: vid versus snever utbredelse, høy versus lav lokal populasjonsstørrelse, og generalist versus spesialist. Altså åtte mulige varianter – slik:

2016-10-05-16_52_07-clipboard

 

Av disse beskriver syv av variantene ulike måter å svære sjelden på – eller «Seven forms of rarity», som Deborahs artikkel heter. Det er altså mange måter å være sjelden på, mens det bare er én måte å være vanlig på. Kanskje er det ikke så rart at de fleste arter er sjeldne, likevel?

Et viktig spørsmål blir da: Er dette et naturlig fenomen, eller er så mange arter sjeldne fordi vi mennesker har påvirket kloden så gjennomgripende? Svaret er ja, på begge spørsmålene.

La oss se på naturlig sjeldenhet først: Undersøkelser i lite påvirkede områder viser at det også der er mange sjeldne arter. Flere økologiske og evolusjonære mekanismer kan forklare dette. Noen ganger kan en ny art ha utviklet seg på et isolert sted, som en øy. Da kan vi få en art som er vanlig lokalt, men bare finnes der.

Sjeldne arter som kommer og går: Metapopulasjoner

Litt verre er det å forklare arter som finnes i lav tetthet over større områder. Én strategi er at slike sjeldne arter kommer og går på hver enkelt lokalitet. Disse artene er, som arter flest, sensitive for alle farene som truer en liten populasjon – som ulike genetiske og miljømessige tilfeldigheter som kan utslette en delpopulasjon. Men fordi disse delpopulasjonene fungerer sammen som en enhet (en metapopulasjon), kan arten etablere seg på nytt fra nærtliggende delpopulasjoner når én av delpopulasjonene dør ut. Dette gjelder for eksempel sommerfuglen prikkrutevinge, der den lever i et sett av små enger spredt utover et større landskap på Åland i Finland.

shutterstock_408583144

Prikkrutevinge, Melitaea cinxia, er det klassiske eksempelet på en sjelden art som lever i metapopulasjoner. Foto: Shutterstock

Sjeldne arter som holder stand: Selvregulering?

Andre arter klarer å holde stand i lave populasjoner, uten å komme og gå. Som trær i en regnskog: Her lever hundrevis av arter sammen, i svært ulike antall. Noen av de sjeldne treslagene her synes å være temmelig uberørt av faktorene som ellers får små populasjoner til å stryke med.

Disse sjeldne, men stabile artene har lenge vært et lite mysterium. De siste årene har det kommet ny og spennende forskning som peker på én mulig mekanisme – i form av det forskerne kaller ‘asymmetrisk negativ frekvensavhengighet’. Teorien er at slike sjeldne arter reguleres av en eller annen form for selvregulerende mekanisme. Mekanismen begrenser artens populasjonsvekst mer og mer, jo flere det blir av den. Dette gjør at arten aldri blir vanlig i artssamfunnet der den finnes. Men når populasjonen er liten, har mekanismen ingen eller liten effekt, og det gjør at populasjonen vokser. Det er altså samme mekanisme som gjør at arten blir sjelden og som forhindrer at den dør ut. Mekanismen kalles asymmetrisk fordi effekten av individer av samme art er mye større enn effekten av individer av andre arter.

Akkurat hvordan det virker i praksis, har ikke forskerne full oversikt over. Antagelig er det også flere ulike måter det kan fungere på, i ulike systemer. En sterk kandidat i regnskogen er en opphoping av vertsspesifikke naturlige fiender i jorda rundt et bestemt treslag. En slik opphoping reduserer sjansen for at nye planter av samme art overlever i nærheten.

Det er altså fremdeles mye vi ikke vet om hvorfor arter er sjeldne. Antaglig er det også mange flere, forskjellige mekansimer involvert – siden sjeldenhet faktisk er ganske vanlig.

shutterstock_232782889

Ny forskning peker på at sjeldne arter i tropisk skog kan styres av selv-regulerende mekanismer som både gjør dem sjeldne OG samtidig hindrer at de dør ut. Foto: Shutterstock

Når vi mennesker roter det til

Det er dessverre slik at vi mennesker kan sette naturens fininnstilte mekanismer fullstendig ut av spill når vi snur opp-ned på naturen. Når vi innfører rotter på isolerte øyer med unike arter, eller bygger ned og fragmenterer levesteder langt hinsides det artene er tilpasset fra naturens side, vil ikke disse tilpasningene fungere. Historieboka er full av eksempler på at vår inngripen har puffet både naturlig sjeldne og naturlig vanlige arter utforbakke, i en stadig nedadgående spiral med færre og færre individer, til arten dør ut. Tenk bare på vandreduen, som var klodens vanligste fugleart på begynnelsen av 1800-tallet. Flokkene i Nord-Amerika telte millioner av individer. Etter bare et halvt hundreår med hensynsløs jakt og habitatødeleggelse, var det ‘game over’ og vandredua var borte for alltid.

Nettopp derfor er det viktig å ikke henge seg opp i sjeldenhet alene, som eneste forvaltningskriterium for arter. Vi må også vurdere andre faktorer, som om populasjonen er på vei nedover, eller om leveområdene er svært fragmentert i forhold til naturlige mønstre. Dette er bakt inn i vurderingsmetodikken som verdens naturvernunion (IUCN) har laget for rødlisting – den metodikken som også Norge bruker for å vurdere arters risiko for å dø ut.

For selv om det er opplagt at vanlige arter er viktige, kommer det stadig mer forskning som peker på at sjeldne arter har unike roller å spille i mange økosystemer. Dermed kan det være vesentlig – ikke bare av etiske grunner, men også av ren egeninteresse – å vite og forstå hva som skjer med de sjeldne artene våre. Selv om det altså er slik at det er vanlig å være sjelden, og sjelden å være vanlig.

 

 

Kilder og forslag til lesing:

Comita, L. S., Muller-Landau, H. C., Aguilar, S. & Hubbell, S. P. 2010. Asymmetric Density Dependence Shapes Species Abundances in a Tropical Tree Community. – Science 329: 330-332.

Kunin, W.E. & Gaston, K.J. (eds) 1997. The biology of rarity: causes and consequences of rare-common differences. Chapman & Hall, London.

Leitão, R. P., Zuanon, J., Villéger, S., Williams, S. E., Baraloto, C., Fortunel, C., Mendonça, F. P. & Mouillot, D. (2016). Rare species contribute disproportionately to the functional structure of species assemblages. Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences.

Mangan, S. A., Schnitzer, S. A., Herre, E. A., Mack, K. M. L., Valencia, M. C., Sanchez, E. I. & Bever, J. D. 2010. Negative plant-soil feedback predicts tree-species relative abundance in a tropical forest. – Nature 466: 752-755.

Mouillot, D., Bellwood, D., Baraloto, C., Chave, J., Galzin, R. & Harmelin-Vivien, M. e. a. (2013). Rare Species Support Vulnerable Functions in High-Diversity Ecosystems. Plos Biology.

Rabinowitz, D. (1981). Seven forms of rarity. In: Synge, H. (Ed). The biological aspects of rare plant conservation. John Wiley & Sons Ltd.

Yenni, G., Adler, P. B. & Ernest, S. K. M. 2012. Strong self-limitation promotes the persistence of rare species. – Ecology 93: 456-461.

Yenni, G., Adler, P. B. & Ernest, S. K. M. Do persistent rare species experience stronger negative frequency dependence than common species? doi: http://dx.doi.org/10.1101/040360. Preprint.

4 comments

  1. zoologicalramblings · oktober 6

    Morsom belysning av et spennende biologisk fenomen!

    • Anne Sverdrup-Thygeson · oktober 6

      Takk – hyggelig å høre!

  2. Kee · oktober 6

    Har allelopati vært undersøkt i disse selvregulerende bestandene? Din skarpeste konkurrent er jo gjerne en artsfrende, så litt kjemisk krigføring hører jo med.
    Ellers hører jo artsspesifik oppbygging av patogener ganske kjent ut fra agronomiens verden.

    • Anne Sverdrup-Thygeson · oktober 7

      Det vet jeg ikke spesifikt – og jeg vet ikke om det alltid er like lett å vite hvem som produserer de ulike kjemiske stoffene og patogenene i jorda heller, og hvorfor… Plantene må jo fremdeles sørge for at deres eget avkom overlever (et eller annet sted) og kan føre slekta videre, så altfor heftig innenarts-krigføring lyder jo evolusjonært utfordrende… Ellers fins det en populærbeskrivelse av disse skog/trær/jord-studiene her, om du er interessert: https://www.sciencedaily.com/releases/2010/06/100625185424.htm

Legg igjen en kommentar

Fyll inn i feltene under, eller klikk på et ikon for å logge inn:

WordPress.com-logo

Du kommenterer med bruk av din WordPress.com konto. Logg ut / Endre )

Twitter picture

Du kommenterer med bruk av din Twitter konto. Logg ut / Endre )

Facebookbilde

Du kommenterer med bruk av din Facebook konto. Logg ut / Endre )

Google+ photo

Du kommenterer med bruk av din Google+ konto. Logg ut / Endre )

Kobler til %s