Temperaturen avgör livets hastighet

Hur lyckas insekter i en population tajma/syncronisera med varandra, om deras utveckling är temperatur-beroende och alla upplever olika temperaturer? En ny studie visar överraskande effekt av insekternas icke-linjära svar på temperatur i ett naturligt mikroklimat landskap.

Insekter brukar utvecklas snabbare ju varmare det blir, men vid väldigt höga temperaturer hämmas istället utvecklingen tvärt. Detta icke-linjära förhållande mellan temperatur och utvecklingstakt gör det svårt att förutsäga insekters beteende i naturen — till exempel om en population insekter i genomsnitt kommer att utvecklas snabbt eller långsamt när den utsätts för naturligt växlande temperaturer i ett visst mikroklimat.

Vi modellerade utvecklingstakten hos enskilda fjärilar
Vi modellerade utvecklingstakten hos enskilda fjärilar från ägg till vuxen i ett naturligt mikroklimat, genom att kombinera data på fjärilarnas icke-linjära temperaturrespons med temperaturdata (upplösning: 1 timme) från mer än 90 temperaturmätare. Grafik: Caroline Greiser och Olle Lindestad.
Vuxna rapsfjärilar, Pieris napi
Vuxna rapsfjärilar, Pieris napi (här tillsammans med en rovfjäril, P. rapae, till vänster i bild). För att kunna mötas och para sig måste de vuxna fjärilarna ömsa från puppstadiet synkront med sina artfränder. Foto: Bella Siemers.


Forskningsfrågor:

  • Hur mycket skiljer sig utvecklingstiderna hos insekter i ett naturligt mikroklimat-landskap?
  • Vilka konsekvenser har detta för antalet generationer per år och de vuxna djurens synkronicitet?

- Vi arbetade med en vanlig fjärilsart, där vi känner till exakt hur fort ägg, larver och puppor utvecklas vid specifika temperaturer, säger landskapsekologen Caroline Greiser vid Institutionen för naturgeografi, Stockholms universitet. Vi simulerade individers utveckling över ett landskap på 21 hektar (ca 500 x 500 m), med hjälp av data på marknära temperaturer från över 90 temperaturmätare. Med andra ord tänkte vi oss att ett ägg hade lagts vid varje temperaturmätare, och räknade ut hur fort det ägget hade utvecklats till en larv, en puppa, och till sist en vuxen fjäril, utifrån de temperaturer som uppmätts just på denna markplätt under varje timme under sommaren. Vi simulerade flera scenarior, med hjälp av data från olika år, samt olika tidpunkter för äggläggningen.

En av de över 90 mikroklimat-mätare
En av de över 90 mikroklimat-mätare som installerades nära marken, skyddad från sol och regn med ett vitt plaströr. Mätarna registrerade temperatur varje timme över tre somrar. Foto: Caroline Greiser.

Forskarna upptäckte att de simulerade fjärilarna utvecklades i mycket olika takt. Skillnader i mikroklimat hade ofta en desynkroniserande effekt på fjärilarna: en fjärilsindivid kunde nå vuxenstadiet upp till två veckor senare än en granne, vars ägg lagts på samma dag, bara några tiotals meter bort. Med ett vuxenstadium som bara varar i kanske 10 dagar, kommer alltså många individer i populationen aldrig träffas och kunna para sig med varandra. Mikroklimatet på en viss markfläck påverkade också beslutet mellan att gå i vintervila eller starta en ny generation. 

Forskningslokalen Kronängen
Forskningslokalen Kronängen, söder om Stockholm. Komplex terräng, samt en mosaik av olika skogstyper och öppna fält, bildar ett omväxlande mikroklimat-landskap där varma och kalla fläckar ligger bara några meter isär. Foto: Mark Ghaly.

Men det fanns också överraskningar: ”snabba” platser, alltså varma markfläckar där äggen utvecklats fort under våren, kunde tvärtom bli ”långsamma” platser när temperaturen under högsommaren blev högre än vad som är optimalt för fjärilarnas utveckling. I vissa scenarion hade detta en synkroniserande effekt, alltså minskade skillnaden i utvecklingstid mellan individer vars ägg lagts på olika platser. Vi drar slutsatsen att icke-linjära svar på temperatur och mikroklimat gör skillnad, och oftare bör införlivas i forskning kring de biologiska konsekvenserna av klimat och klimatförändringar.

Läs den vetenskapliga artikeln i Functional Ecology.

Kontakt

Caroline Greiser