Kalla vintrar sätter stopp för arter som sprider sig norrut i klimatförändringarnas spår

I takt med att klimatet blir varmare förflyttar sig många arter norrut till områden som tidigare varit för kalla för dem. En ny studie av svingelgräsfjärilen, publicerad i den vetenskapliga tidskriften PNAS, visar att snabb evolution kan hjälpa till i denna process – men bara delvis. Kalla vintrar sätter stopp för spridningen över en viss klimatgräns.

– Våra resultat visar att även om fjärilarnas livscykel anpassas medan de sprider sig norrut, så finns det gränser som evolutionen inte så lätt rår på, säger Mats Ittonen, en av huvudförfattarna till studien, som ingick i hans doktorsavhandling vid Zoologiska institutionen, Stockholms universitet.

Svingelgräsfjärilen (Lasiommata megera), som på senare år har blivit allt vanligare på nordliga breddgrader i både östra och västra Skandinavien, har genom snabb evolution anpassat sin livscykel till mer nordliga förhållanden. Evolutionen hjälper arten att klara de förhållanden som inte ändras vid klimatförändringar, till exempel dagslängd. Det gör att svingelgräsfjärilen numera kan överleva i både Södermanland och Uppland och norr om Oslo. Men trots anpassningen sätter kalla vintrar tills vidare stopp för ytterligare spridning.

Två års fältstudier

Forskargruppen från Stockholms universitet genomförde fältexperiment där de flyttade fjärilar mellan olika platser inom och bortom artens nuvarande utbredningsområde i Sverige. Fjärilar samlades in i Skåne, Uppland och Södermanland och sattes under två höstar ut i burar i Skåne, Södermanland och södra Dalarna, dit arten ännu inte spridit sig. Genom att jämföra hur fjärilar som härstammar från olika platser utvecklas i gemensamma förhållanden, kunde forskarna dra slutsatser om evolution under artens nordliga expansion, som pågått i ca 20–30 år. Fjärilarna lämnades även i fält över vintern för att undersöka dels om de nordliga populationerna utvecklat bättre vinteröverlevnad och dels om de skulle klara sig längre norrut än de hittills spridit sig.

– Vi ville undersöka om fjärilarna har utvecklat egenskaper som snabbare tillväxt, rätt tajming av vinterdvala och bättre vinteröverlevnad, egenskaper som skulle kunna hjälpa dem att etablera sig ännu längre norrut, säger Karl Gotthard, professor vid Zoologiska institutionen, Stockholms universitet.

Få larver överlevde i norr

Resultatet av studien visar att fjärilar från de nordliga populationerna växte snabbare än de från söder, troligen som en anpassning till de kortare somrarna i norr. De klarade också av att gå i dvala vid rätt tidpunkt på året. Men trots dessa evolutionära förändringar överlevde mycket få larver vintern i Dalarna.

– Det är begränsningar som är viktiga att känna till för att kunna förutsäga hur långt norrut andra arter, till exempel olika skadeinsekter och sjukdomsspridare, kommer att kunna röra sig i framtidens klimat, säger Karl Gotthard.

Vintern en begränsning

Studien visar att evolution kan ske snabbt nog för att påverka insekters spridning i ett förändrat klimat, men att det inte nödvändigtvis är egenskaper som är avgörande för överlevnad som förändras. För svingelgräsfjärilen innebär det att ytterligare expansion norrut sannolikt kräver mildare vintrar, inte bara längre och varmare somrar. Begränsningar som gäller fler arter.

– Svingelgräsfjärilen är långt ifrån ensam – många andra insektsarter har också spridit sig norrut i Sverige under de senaste årtiondena. Att förstå både vilka egenskaper som utvecklas och vilka som faktiskt sätter gränsen för var arter kan leva är avgörande för att förutsäga framtidens ekosystem och biologiska mångfald i ett allt varmare klimat, säger Mats Ittonen.

Läs mer:

Hitta studien ”Winters restrict a climate change-driven butterfly range expansion despite rapid evolution of seasonal timing traits” i PNAS.

DOI:10.1073/pnas.2418392122

Forskarkontakt:

Mats Ittonen, evolutionsekolog och entomolog, tidigare doktorand vid Zoologiska institutionen, Stockholms universitet, numera postdoktor vid universitetet i Tartu, Estland.
Tel: +358-50344-5844 email: mats.ittonen@zoologi.su.se
Läs mer om Mats Ittonens forskning: https://www.su.se/profiles/mai...
https://matsittonen.com/

Karl Gotthard, professor i zoologisk ekologi vid Zoologiska institutionen, Stockholms universitet.
Tel: +46-073-988-1949 email: karl.gotthard@zoologi.su.se
Läs mer om forskningen i forskargruppen Grupp Gotthard: https://www.su.se/forskning/fo...