Forskarna har genom att studera fossil pollen från asien avslöjat att en ekologisk katastrof ägde rum för ungefär 34 miljoner år sedan, orsakad av snabba klimatförändringar.

Bilder på fossilt pollen med Scanning elektronmikroskop (SEM), som används för att rekonstruera de gamla ekosystemen i Centralasien; från vänster, Nitraria sp. (polarvy), Nitraria sp. (ekvator) och Ephedra sp. (ekvatoriell vy). Dessa buskar är toleranta mot salt och torka och dominerade landskapet i slutet av tidsepoken eocen (för 40 till 34 miljoner år sedan), men är nu sällsynta i den asiatiska stäppen. Skalan representerar 5 µm (1 µm = 0,001 mm). Fotograf: Nitraria pollen fotograferades av Carina Hoorn vid Xinjiang Institute of Ecology and Geography, Chinese Academy of Sciences och Department of Paleontology, University of Vienna. Mellanbilden publicerades tidigare i Hoorn et al. (2012), doi: 10.1016 / j.palaeo.2012.05.011. Ephedra pollen fotograferades av Fang Han vid Stockholms universitet.

Stora områden i Mongoliet, Tibet och nordvästra Kina förvandlades till öknar med väldigtlite vegetation. Större djur försvann och ersattes främst av små däggdjur såsom gnagare. Nu expanderar öknen snabbt över hela regionen igen, vilket möjligen tyder på att en ny ekologisk kollaps hotar.

Ökenstäppen i södra Gurbantunggutöknen, där mindre än 30 % är vegetationstäckt. En av de få växter som kan växa i sandjordarna är saxaul (Haloxylon ammodendron), en utrotningshotad buske. Fotograf: Hong-Xiang Zhang, Xinjiang Institute of Ecology and Geography, Chinese Academy of Sciences. Plats: Fukang County, Xinjiang Uygur autonoma region, Kina.

Unik biologisk mångfald hotad

– Resultaten pekar mot stora konsekvenser för framtida biologisk mångfald, jordbruk och människors välbefinnande. Våra analyser av historiska data tyder på att den centralasiatiska regionen oåterkalleligt kommer förlora sin unika biologiska mångfald om ökenspridningen i området fortsätter, säger Natasha Barbolini, huvudförfattare och forskare inom paleoekologi vid universitetet i Amsterdam och nu postdoktor vid Stockholms universitet.

Studien följer modellprognoserna från ”The Intergovernmental Panel on Climate Change” (IPCC) och nya klimatdata som visar att inre Asien i en mycket snabb takt håller på att bli en av de hetaste och torraste platserna på planeten. Klimatförändringar, liknande de som skedde för 34 miljoner år sedan, kan återigen leda till oåterkalleliga ekosystemförändringar och förlust av biologisk mångfald.

Världens näst största skiftande sandöken, ett sandhav i Taklamakanöknen - något mindre än Tyskland. Liknande hypertorra öknar kan ha spridit sig över Centralasien tidigare som ett resultat av ekologisk kollaps orsakad av snabb klimatförändring. Fotograf: Matthias Alberti (distribuerad via imaggeo.egu.eu).

Forntida klimatförändringar och bergskedjeveckning

– Vår studie visar att ett unikt biom fanns i Centralasien för 43 miljoner år sedan. Det dominerades av torktoleranta buskar som är relativt sällsynta i regionen idag, såsom Efedra och Nitraria. Dessa växtfamiljer har alltså en rik historia som skulle ha varit okänd om inte för fossilpollen, säger Catarina Rydin, medförfattare och professor i växtsystematik vid Stockholms universitet, samt föreståndare för Bergianska trädgården.

Enligt Carina Hoorn, medförfattare till studien och docent vid Amsterdams institut för biologisk mångfald och ekosystemdynamik visar detta att vegetationens sammansättning kan förändras radikalt och beständigt genom snabb klimatförändring, även om storskalig utrotning inte sker.

Studien visar också att den moderna asiatiska biologiska mångfalden har formats av dessa forntida klimatförändringar, men också av bergsbildning och att den tibetanska platån bildades.

– Centralasien, en gång täckt av ett vidsträckt grunt hav, har blivit en av de torraste platserna på jorden på grund av Indiens kollision med Asien och höjningen av Himalayas bergskedja, säger Guillaume Dupont-Nivet på CNRS (Frankrike) som övervakar projektet, finansierat av Europeiska forskningsrådet.

Tian Shan, Himmelens Berg på svenska, är en stor bergskedja i Centralasien. De höjdvariationer som finns i sådana bergskedjor skapar en varierad livsmiljö, vilket i sin tur skapar förutsättning för en hög biologisk mångfald även i stepp- och ökenområden. Foto: Xiaoming Wang (distributed via imaggeo.egu.eu).

Biologisk mångfald blev till sand

Centralasien har idag en av de äldsta kända öknarna, liksom de högsta bergen utanför Himalaya. Den geologiska och klimatmässiga variationen i området har gett upphov till ett häpnadsväckande antal arter. Men nu hotas arterna av dagens klimatförändringar – och med dem nästan en halv miljard människor, som får det allt svårare att försörja sig. Grödor härjas av torka, och de växande sandhaven tar över den inhemska stäppen som behövs för att betande boskap.

Resultaten i studien visar att när en ökenspridningsprocess börjar kan den spridas snabbt och pågå i miljontals år. Detta beror på att vegetation förhindrar erosion och koncentrerar vatten och näringsämnen i matjorden. Om den vegetationen går förlorad, är det svårt för den att komma tillbaka. I artikeln, som publiceras under International Year of Plant Health, varnar författarna för att den asiatiska stäppen modifieras för mänskligt bruk, vilket leder till ökenspridning i en takt utan motstycke. Trenden måste vändas för att bevara det som nu har blivit en av världens mest hotade biom.

Natasha Barbolini, Amber Woutersen, Guillaume Dupont-Nivet, Daniele Silvestro, Delphine Tardif, Pauline Coster, Niels Meijer, Cun Chang, Hong-Xiang Zhang, Alexis Licht, Catarina Rydin, Andreas Koutsodendris, Fang Han, Alexander Rohrmann, Xiang-Jun Liu, Yang Zhang, Yannick Donnadieu, Frédéric Fluteau, Jean-Baptiste Ladant, Guillaume Le Hir and Carina Hoorn: ‘Cenozoic evolution of the steppe-desert biome in Central Asia,’ I Science Advances (2020). DOI