Umeåforskare omkullkastar ekologiska sanningar

Gällande ekologisk teori utgår från att olika stora individer i en population utnyttjar födan lika effektivt. Men, det gäller egentligen bara i undantagsfall. Det är mycket vanligare att det i naturen uppstår ekologiska mönster som står helt i motsättning till vedertagna ekologiska sanningar. Det visar ekologen Lennart Persson vid Umeå universitet tillsammans med André De Roos, Amsterdams universitet.

Den ekologiska forskningen utgår från ett antal ”sanningar”, till exempel att rovdjur genom sin konsumtion minskar mängden bytesdjur, att rovdjur som lever på samma byten påverkar varandra negativt och att ökad tillgång på bytesdjurens föda alltid gynnar rovdjuren. I en nyligen publicerad artikel i tidskriften Ecology presenterar professor Lennart Persson vid Umeå universitet tillsammans med forskarkollegan professor André de Roos vid Amsterdams universitet en ny ekologisk teori. Den visar att dessa vedertagna sanningar bara gäller i det undantagsfall då olika stora individer i en population utnyttjar födan lika effektivt.

– Enkelt uttryckt bestäms en individs effektivitet i att utnyttja födan av hur mycket energi den kan inta jämfört med hur stora ”energikostnader” den har för ämnesomsättningen, säger Lennart Persson. Vi visar nu att ekologisk teoris vedertagna sanningar bara gäller under ett speciellt förhållande nämligen när födointag och kostnader för ämnesomsättning ökar lika fort med individens kroppsvikt.

I alla andra fall, som i själva verket är mycket vanligare, uppkommer helt nya ekologiska fenomen, visar de båda forskarna. Ett exempel är att rovdjur som lever av bytesdjur i tidiga utvecklingsstadier, till exempel småfisk, genom att jaga och äta dem faktiskt kan öka mängden av dessa byten.

Ett annat exempel är att rovdjursarter som lever på samma bytesart, men i olika utvecklingsstadier av djuren, kan underlätta varandras existens. Ett tredje exempel är att när ett rovdjurs byten får ökad tillgång på föda kan det leda till att rovdjuret slås ut.

Att rovdjur paradoxalt nog kan öka mängden av de bytesdjur det lever på visades i ett helsjöförsök i en nordnorsk sjö, där rovfisken örings konsumtion av små rödingar faktiskt ledde till ökad mängd av dessa små rödingar. Det beror på att öringens konsumtion orsakade uttunning av långsamt växande rödingindivider som producerar få romkorn. Det ledde till ökad tillväxt hos kvarvarande rödingar som producerar mycket romkorn, vilket ökade mängden av de små rödingar som öringen lever av.

– En slutsats man kan dra av detta är att fiske av en bytesfisk faktiskt kan göra det lättare för ett utfiskat rovfiskbestånd att återhämta sig, säger Lennart Persson. Det är en metod som diskuterats när det gäller torsken i Östersjön.

Olika förmåga att tillgodogöra sig föda effektivt hos olika stora individer leder också till en typ av populationscykler som inte beskrivs i klassisk ekologisk teori, enligt forskarna. Dessa är vanligare i naturen än de rovdjurs-bytescykler, till exempel gnagarcykler, som hittills beskrivits i litteraturen. Till exempel drivs många av de cykler som observerats i fiskbestånd, såsom siklöjepopulationer, av skillnader mellan olika stora individer i hur effektivt de utnyttjar energin i födan.

– Vi förväntar oss att vår nya teori kommer att ha omvälvande konsekvenser både för den ekologiska grundforskningen och för tillämpningar, exempelvis beskattningsstrategier för fiskbestånd, säger Lennart Persson.

Originalartikel:

Lennart Persson and André M. De Roos. 2013. Symmetry breaking in ecological systems through different energy efficiencies of juveniles and adults. Ecology 94:1487–1498. http://dx.doi.org/10.1890/12-1883.1

Mer information om den nya teorin finns i boken Population and Community Ecology of Ontogenetic Development som nyligen publicerats av Princeton University Press.

Vidare information finns i en videoföresläsning med titeln Symmetry breaking in ecological systems through different energetic efficiencies of juveniles and adults – a new paradigm unfolds? där de viktigaste aspekterna av den nya teorin tas upp, och i fyra webföreläsningar där André De Roos tar upp de mest framträdande resultaten från boken.

För mer information, kontakta gärna:

Lennart Persson, professor, institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap
Telefon: 090-786 6316,070-2053003
E-post: lennart.persson@emg.umu.se