2 Økosystemer– natur i endring

Kap2.indd 34 19-06-07 19:11:40

2 ØKOSYSTEMER 35G

rubl

e 1 Hva skiller en plante fra et dyr?2 Hva menes med det biologiske uttrykket «art»?3 Hva skjer når det blir altfor mange individer av en art innenfor

et avgrenset område?4 Hva tror du skjer hvis vi ikke hogger i eller «rører» en skog på hundre år?5 Hvorfor ender en hogstfl ate i en granskog alltid opp som en ny granskog?

Kom

peta

nsem

ål

• beskrive suksesjonsprosesser i et øko-system

• undersøke et økosystem og vurdere hvor det er i suksesjonsprosessen

• gjøre rede for faktorer som virker inn på størrelsen til en populasjon

Mål for opplæringen er at du skal kunne

Det er en varm sommerdag, og du står med fl uestanga og ser utover et skogstjern. Vannløpere lager spor bortover vannfl aten – tenk at

de kan løpe på vannet! Plutselig brytes vann-fl aten, og et insekt forsvinner. Bare ringene, som brer seg utover tjernet, avslører hva som skjedde. Du gjør et kast med stanga i ret-ning av ringene. Det napper! «Dette er livets harde virkelighet,» tenker du – «man spiser hverandre og ferdig med det.»

Det er et fi nt samspill i naturen, men det kan ødelegges. Du har hørt snakk om at det nesten ikke var fi sk i dette tjernet for en del år siden på grunn av sur nedbør. Er det alltid menneskene som har skylden når samspillet i naturen forandrer seg? Du har også hørt om lemenår på fjellet. Noen år myldrer det av lemen, mens andre år er det nesten ingen. Det kan jo ikke være menneskelig aktivitet som styrer dette. Men hva er det da?

2A Økosystemet – en avgrenset del av naturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362B Samspill i naturen – kamp om ressursene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412C Suksesjoner – når økosystemene endrer seg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442D Populasjonsøkologi – antall individer varierer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472E Populasjonsvekst – S-er, J-er eller bølger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

Kap2.indd 35 19-06-07 19:12:05

2 ØKOSYSTEMER36

2A Økosystemet– en avgrenset del av naturen

Hvis vi studerer en bestemt del av naturen, for eksempel en gran-skog, vil vi oppdage at alle organismene på en eller annen måte på-virker hverandre. Plantene og dyrene samspiller både med hver andre og med sine omgivelser. Læren om dette samspillet kalles økologi, et gresk ord som opprinnelig betyr læren om hjemmet.

ØkologiØkologi er læren om levende organismers forhold til sitt miljø.

Planter og dyr er for de fl este et uttrykk som favner alt levende i natu-ren. For en fagperson er det ikke slik. Sopp, for eksempel, er verken en plante eller et dyr. Soppene tilhører en egen gruppe eller et eget rike. Planteriket og dyreriket er eksempler på to andre riker. I denne boka vil vi likevel bruke planter og dyr som en fellesbetegnelse for alt som er levende.

Individ, art, populasjon og samfunnHva er en art? Alle individene som likner hverandre både i bygning og i levesett, og som kan få forplantningsdyktig avkom, sier vi til hører samme art, for eksempel gran (Picea abies). Dette er en art vi fi nner på hele den nordlige halvkulen. Tar vi bare for oss grantrærne i et bestemt skogsområde, har vi det vi kaller en bestand eller en po-pulasjon. Et slikt område har populasjoner ikke bare av gran, men av mange forskjellige arter. Alle populasjonene i området utgjør til sammen det vi kaller et samfunn.

Art, populasjon og samfunn• En art omfatter de individene som likner hverandre både

i bygning og levesett, og som kan få forplantningsdyktig avkom.

• En populasjon er de individene av en art som lever innenfor et avgrenset område.

• Et samfunn består av alle populasjonene som lever innenfor et avgrenset område.

Kap2.indd 36 19-06-07 19:12:09

2 ØKOSYSTEMER 37

Økosystem

Samfunn

Populasjon

Individ

Økosystem og biosfæreEn skog er et eksempel på et økosystem. Skogøkosystemet består av alle organismene i skogen (dvs. skogsamfunnet) og det miljøet de lever i. Et tjern, en myr og fjæra er andre eksempler på økosystemer. Alle økosystemene på jorda utgjør til sammen biosfæren. Biosfæren er den delen av jorda der vi fi nner levende organismer. De beste livsbetingelsene fi nner vi ved jordoverfl aten og i de øverste vann-massene, men det fi nnes liv helt ned på de største havdypene og fl ere kilometer opp i atmosfæren.

ØkosystemEt økosystem omfatter alle artene som lever innenfor et avgrenset område, i tillegg til miljøet de lever i.

De biotiske faktorene – alt som er levendeAlle livsformene i et økosystem kaller vi de biotiske faktorene. Vi deler dem videre inn i produsenter, forbrukere og nedbrytere. Vi skal se nærmere på hvilke funksjoner disse gruppene har i et økosystem.

Oppbygningen av et økosystem.

Kap2.indd 37 19-06-07 19:12:09

2 ØKOSYSTEMER38

Plantene produserer all næringDe grønne plantene kaller vi produsenter. De bruker vann, karbon-dioksid og energien i sollyset til å bygge opp glukose, samtidig som de avgir oksygen. Denne prosessen kalles fotosyntesen. Det er den viktigste av alle de millioner av kjemiske reaksjoner som forekommer i naturen. Vi skriver reaksjonen slik:

Karbondioksid + vann → glukose + oksygen

6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2

Plantene bruker glukosen fra fotosyntesen til å lage andre organiske forbindelser. Til noen av stoffene plantene lager, for eksempel protei-ner og arvestoffet DNA, trenger de også stoffer som inneholder nitro-gen, svovel og fosfor. Slike stoffer kaller vi næringssalter. Det er stoffer som er løst opp i vannet, og som plantene suger opp med røttene. De samme saltene fi nnes også i blomstergjødsel og kunstgjødsel som vi kjøper i butikken.

ProdusenterGrønne planter kalles produsenter fordi de produserer et organisk stoff av uorganiske stoffer. I fotosyntesen lager de det organiske næringsstoffet glukose av vann og karbondioksid ved hjelp av solenergi.

Alle levende organismer trenger organiske næringsstoffer. Fra disse næringsstoffene skaffer de seg energi og byggesteiner til livsprosess-ene. De grønne plantene er de eneste organismene som kan skaffe seg denne næringen uten å fortære andre organismer. Derfor kom-mer plantene først i alle næringskjeder. Dyrene lever av andre organismerDyrene lever direkte eller indirekte av planter. De dyrene som lever av plantekost, kaller vi planteetere eller førsteforbrukere. Dyr som lever av planteetere, kaller vi andreforbrukere, og dyr som lever av andre-forbrukere, kaller vi tredjeforbrukere. Alle dyr som fanger og spiser andre dyr, kaller vi rovdyr. De kan være andreforbrukere eller tredje-forbrukere.

Bladene farges grønne av klo-rofyll. Dette fargestoffet fanger opp sollyset, som gir energi til å lage glukose.

Kap2.indd 38 19-06-07 19:12:09

2 ØKOSYSTEMER 39

ForbrukereDyr som spiser levende planter og dyr, kaller vi forbrukere. De er avhengige av produsentene for å leve.

NæringskjederVi kan ordne levende organismer i en rekke, der den første arten blir spist av den andre, som igjen blir spist av den tredje, og så videre. En slik rekke kaller vi en næringskjede. Ofte stopper næringskjeden med en tredjeforbruker.

Eks

empe

l 1 Næringskjede med fi re ledd

gress → mus → røyskatt → jordugle

I næringskjeden er musa førsteforbruker og jordugla tredje-forbruker. Legg merke til at næringskjeden begynner med en produsent.

NæringskjedeEn næringskjede er en rekke av planter og dyr som viser hvem som lever av hvem. De grønne plantene står først i alle næringskjeder.

NæringsnettJordugla i næringskjeden ovenfor spiser også en god del markmus, og da er den andreforbruker. De fl este arter er som jordugla, de spiser forskjellig føde og står derfor på forskjellige plasser i nærings-kjeden til ulik tid.

For å kunne beskrive virkeligheten bedre setter vi derfor opp et næringsnett, der fl ere næringskjeder er koblet sammen. I et næringsnett får vi fram at artene spiser fl ere enn bare én art byttedyr, og at byttedyr blir spist av fl ere enn bare én rovdyrart. Et næringsnett omfatter som regel bare noen av næringskjedene i et økosystem. Ved siden av å vise hvem som spiser hvem, forteller næringsnettet oss hvilke arter som konkurrerer om den samme føden.

Jordugla (Asio fl ammeus) er både en andreforbruker og en tredjeforbruker.

Kap2.indd 39 19-06-07 19:12:20

2 ØKOSYSTEMER40

nettet oss hvilke arter som konkurrerer om den samme føden.NæringsnettI et næringsnett er fl ere næringskjeder koblet sammen. Et nærings nett viser at fl ere arter deltar i mer enn én nærings-kjede, og at én og samme art kan være forbruker på forskjellige nivåer.

Nedbryterne rydder oppOrganismer som lever av døde planter og dyr, kaller vi nedbrytere. De mest tallrike nedbryterne er bakterier og sopp, men mange insek-ter tilhører også denne gruppen, sammen med midd, tusenbein og skrukketroll.

Nedbrytingen av døde planter og dyr kalles forråtnelse. Under for-råtnelsen skjer det kompliserte kjemiske reaksjoner som kan danne stoffer med vond lukt, særlig ved nedbryting av proteiner.

Nedbryterne omdanner døde planter og dyr til enklere forbin-delser. Til gjengjeld får nedbryterne energi og byggesteiner til sine livsfunksjoner.

NedbrytereNedbryterne lever av døde planter og dyr og bryter dem ned til enklere forbindelser.

Figuren viser noen enkle næringskjeder i en skog, koblet sammen i et næringsnett.

Sopp mangler klorofyll og har derfor ikke fotosyntese. Mange sopparter lever av døde planter og dyr. På bildet ser vi honning-sopp (Armillaria mellea). Den er en viktig nedbryter, men også en skadesopp som angriper levende trær.

Kap2.indd 40 19-06-07 19:12:27

2 ØKOSYSTEMER 41

De abiotiske faktorene – det som ikke leverDet ikke-levende miljøet i et økosystem består av de abiotiske faktorene. Dette er faktorer som setter grenser for alle de levende organismene.

Lufta er en abiotisk miljøfaktor som blant annet inneholder gassene karbondioksid (CO2) og oksygen (O2), gasser som inngår i de viktige prosessene fotosyntesen og celleåndingen.

Vann (H2O) er en annen abiotisk miljøfaktor. Den inngår i mange prosesser i planter og dyr. Plantene trenger vann for å lage glukose (C6H12O6) i fotosyntesen, og i alle organismer foregår det utallige kjemiske reaksjoner i vann.

Jorda er en viktig miljøfaktor for plantene, ettersom den innehol-der vann og næringssalter som plantene trenger. I tillegg fi nner også plantene feste i jorda. Mange dyrearter fi nner også beskyttede leve-steder her. Den øverste delen av jorda, der plantene brer ut røttene sine, kaller vi jordsmonnet. Ofte inneholder jordsmonnet døde plante- og dyrerester, som vi kaller humus.

Sollys er helt nødvendig for alle økosystemer. Uten energi fra sol-lyset kan ikke plantene bygge opp organiske forbindelser gjennom fotosyntesen.

Vind og temperatur er også miljøfaktorer som påvirker organisme-ne. Lufttemperaturen og vinden påvirker hvor mye vann og hvor mye varme en organisme skal tape. Temperaturen bestemmer også hvor raskt de kjemiske reaksjonene skal gå.

Prø

v deg 1 Hva er et økosystem?

2 Hva kjennetegner produsentene i et økosystem?3 Hvorfor kalles mange av dyrene i et økosystem for

forbrukere?4 Hvilke organismer kalles nedbrytere?5 Nevn minst tre abiotiske faktorer i et økosystem.

2B Samspill i naturen – kamp om ressursene

Ingen organismer i naturen lever isolert. Alle blir påvirket av andre organismer (de biotiske faktorene). Vi skal se litt nærmere på dette samspillet.

Samspillet i naturen framstilles av og til som godt og harmonisk. Slik er det som regel ikke. Alle individer forsøker å skaffe seg mest

Vannet utnyttes effektivt av rød-sildra (Saxifraga oppositifolia). Den danner vakre, røde puter mellom steinene på fjellet.

Kap2.indd 41 19-06-07 19:12:46

2 ØKOSYSTEMER42

mulig mat og andre ressurser og få mest mulig levedyktig avkom. For å oppnå det kommer de ofte i konfl ikt med andre. Det blir en kamp om ressursene, der hensynet til «meg og mine» er mye viktigere enn hensynet til andre. Det er både en kamp mellom individene innenfor en populasjon og en kamp mellom populasjonene.

Vi skal nå se på samspillet mellom arter. Det er et samspill som vi kan dele inn i tre hovedtyper: (1) forholdet mellom bytte og forbruker, (2) konkurranse og (3) symbiose.

Bytte og forbrukerI næringsnettene har vi sett eksempler på forholdet mellom bytte og forbruker (mellom dem som blir spist, og dem som spiser). Vi har forholdet mellom byttedyr og rovdyr (predasjon). Snegler er mat for piggsvin, og kjøttmeisen er mat for spurvehauken. Antallet byttedyr bestemmer hvor mange rovdyr som kan leve opp. Men, vi har også samspillet mellom planteetere og planter (beiting). For plantene har ikke dette så dramatiske følger som for et byttedyr som blir drept. Mange planter tåler beiting, og i enkelte tilfeller kan de høste fordeler av beitingen. Når en trost spiser bær, får den i seg næring, samtidig som frøene i bærene spres til nye områder. Frøene passerer nemlig trostens fordøyelseskanal uten å ta skade.

KonkurranseKonkurranse er en annen form for samspill mellom arter. Arter som stiller de samme kravene til omgivelsene, konkurrerer. Det kan være krav til lys, næring eller yngleplasser.

Eks

empe

l 2 Konkurranse om reirplass

Fluesnapperne hekker i hule trær og fuglekasser og driver en intens kamp mot andre arter om de forholdsvis få reirplassene som fi nnes. Hanner som ikke greier å forsvare et reirhull, vil ikke få avkom det året. Fuglekasser kan være en fi n hekkeplass, og konkurransen om kassene er stor.

Gråtrosten (Turdus pilaris) er en ivrig bærspiser om høsten. I tillegg til å få i seg næring bidrar den til å spre frøene til planten.

Svart-hvit fl uesnapper (Ficedula hypoleuca) er en «hullruger» og derfor en hyppig gjest i fuglekassene.

Kap2.indd 42 19-06-07 19:12:56

2 ØKOSYSTEMER 43

Symbiose – når samspillet er tettDen tredje formen for samspill kaller vi symbiose. Det er et samspill der individer av forskjellige arter lever i et tett forhold til hverandre. Symbiose deles videre inn i undergrupper avhengig av hvordan sam-spillet påvirker artene.

Parasittisme – når samspillet går på bekostning av den eneNår den ene arten høster fordeler av samspillet og den andre arten er skadelidende, kaller vi det parasittisme. Reveskabb skyldes en midd som lever under huden hos rødrev. Den forårsaker store plager for reven og fører til at deler av pelsen faller av. Etter tre–fi re måneder dør reven, men da har midden som regel rukket å spre seg til en ny rev. Gjøk er en fugleart som ikke bygger egne reir, men legger eggene sine i andre arters reir. Gjøkungen kaster ut vertsfuglens egg og unger og vokser opp alene.

Kommensalisme – når samspillet er likegyldig for den eneAndre ganger kan den ene parten ha fordel av samspillet, mens den andre parten ikke blir påvirket av det. Denne formen for symbiose kaller vi kommensalisme. Når trosten bygger reir i et tre, har trosten fordel av treet, mens treet selv verken høster noen fordel eller har noen ulempe av trostereiret.

Mutualisme – når samspillet gagner beggeDet fi nnes også samspill mellom arter der begge har fordel av sam-spillet. Denne formen for symbiose kaller vi mutualisme. På røttene hos mange planter, særlig trær, lever det en sopp som forsyner plan-ten med vann og salter, og som til gjengjeld får næring fra planten. Lav er en organisme som består av en sopp og en alge. De har gjen-sidig nytte av hverandre ved at algen driver fotosyntese, mens soppen suger opp vann og salter fra grunnen.

Eks

empe

l 3 Oksehakkere og store pattedyr

På mange store pattedyr i Afrika lever det små fugler som kalles oksehakkere. De kravler rundt på dyret og plukker opp parasitter. Hva slags samspill er det? Her har vi symbiosen mutualisme. Oksehakkerne skaffer seg føde, og de store patte-dyrene blir kvitt plagsomme hudparasitter.

Når gjøken (Cuculus canorus) legger egg i andre arters reir, overlater den oppfostringen av eget avkom til vertsfuglene, på bekostning av denne artens egne unger. Gjøken kalles derfor en reirparasitt.

Kap2.indd 43 19-06-07 19:13:09

2 ØKOSYSTEMER44

SymbioseSymbiose er en form for tett samspill i naturen. Vi deler slike samspill i tre:• Parasittisme: når den ene arten har fordel av samspillet,

mens den andre er skadelidende.• Kommensalisme: når den ene arten har fordel av samspillet,

mens den andre er upåvirket.• Mutualisme: når begge arter har fordel av samspillet.

Prø

v deg 1 En katt jakter på en mus. Hva slags samspill er det?

2 Nevn et eksempel på symbiose.3 Hva kalles samspillet når en mygg suger blod av et

menneske?

2C Suksesjoner– når økosystemene endrer seg

I alle økosystemer skjer det forandringer hele tiden. De fl este endrin-gene er små, og de er derfor ikke så lette å oppdage. Antallet indivi-der av en art i et område er ikke konstant, men varierer i større eller mindre grad fra år til år.

Noen endringer er imidlertid dramatiske og lette å se. Når en skog brenner ned som en følge av lynnedslag, blir økosystemet dramatisk forandret. Et regnskyll utløser et stort jordskred i en fjellside. En elv går over sine bredder og graver ut nye elvefar. Dette er eksempler på store endringer som etterfølges av en gradvis oppbygging av nye økosyste-mer. Forløpet av en slik oppbygging er for det meste kjent; ulike sam-funn avløser hverandre i en bestemt rekkefølge, og utviklingen ender opp i et stabilt samfunn. Eksempler på slike stabile samfunn i Norge er granskog, furuskog, myr og snaufjell. Disse økosystemene er stabile fordi organismene lever i balanse med hverandre og med omgivelsene.

Den gradvise forandringen av et ustabilt samfunn kaller vi en suk-sesjon. Vi skiller mellom to typer av suksesjoner. Der det ikke er noe plante- og dyresamfunn fra før, starter utviklingen helt fra grunnen av, slik som på nakent fjell og på lavastein etter et vulkanutbrudd. Utviklingen her kaller vi en primær suksesjon. Når suksesjonen star-ter på et sted der det er et plante- og dyresamfunn før, kaller vi det en sekundær suksesjon. Gjenvoksing etter fl atehogst eller jordras, og

Issoleie er blant de første blom-sterplantene som slår seg ned der isen har trukket seg tilbake. På latin heter den da også Ranunculus glacialis – soleie som vokser ved isen.

Kap2.indd 44 19-06-07 19:13:13

2 ØKOSYSTEMER 45

åkerland som legges brakk, er eksempler på sekundære suksesjoner. Felles for alle suksesjoner er at planter og dyr påvirker de abiotiske miljøfaktorene.

SuksesjonEn gradvis forandring av et økosystem over tid kalles suksesjon. Utviklings forløpet og endepunktet for forandringen er i hovedsak kjent.

Primær suksesjon – når nakent fjell og grus vokser tilI de siste tiårene er isbreene våre blitt mindre. Langs kantene kom-mer nakent fjell og grus til syne. Her har det aldri før vokst planter. Hver sommer blir disse golde områdene overstrødd med frø og plantedeler som prøver å slå rot. Mangel på jordsmonn og nærings-salter gjør at de aller fl este går til grunne.

Noen få organismer klarer imidlertid å få fotfeste. Disse organis-mene, som i hovedsak er lav, kaller vi pionerplanter, for de er de første plantene som slår seg ned. Pionerplantene er svært nøysomme og stiller små krav til jordsmonnet. Små lavkolonier vokser sakte, men sikkert, og etter mange år vil de dekke all stein og grus.

Laven bygger opp organisk materiale som tilfører grusen humus. Etter mange år er det bygd opp et tynt humuslag som gir vekstvilkår for andre planter, som stiller litt større krav til voksestedet. Dette er i første rekke mose, og etter hvert noen gressarter.

Jordsmonnet bygges gradvis opp og gir vekstvilkår for stadig mer kravstore planter. De første plantene, som lav, bukker under i konkur-ransen og dør ut. Stadig nye planter kommer til og forvandler området til en kortvokst snaufjellsvegetasjon. Dette tar veldig lang tid.

Sekundær suksesjon – når en skog hogges nedMiljøet blir radikalt endret når en granskog hogges ned. Nye arter kommer til, mens andre forsvinner. Økosystemet er i forandring. Etter noen år med bringebær, geitrams og smyle kommer det krattskog og senere løvskog. Løvtrærne vokser raskere enn granene og dominerer inntil granene vokser opp igjen. I en granskog er lyset for svakt til at løvtrær kan vokse opp. Til slutt overtar granskogen igjen, og det sta-bile økosystemet er etablert på nytt, selv om noen av de opprinnelige artene kan ha forsvunnet.

Smyle (Avenella fl exuosa) er et gress som trives på åpne hogstfl ater.

Kap2.indd 45 19-06-07 19:13:27

2 ØKOSYSTEMER46

Den første fasen i en suksesjon kalles pionerfasen, mens sluttfasen kalles klimaksfasen. Gammel granskog er et klimakssamfunn.

Ved snauhogst endrer man et økosystem fra klimaksfasen til pio-nerfasen. Andre eksempler på menneskelige inngrep i økosystemet er forurensning gjennom utslipp og jordbruksland som legges brakk.

Forandringer i naturen skjer også uten at mennesket er årsaken. Skogbranner og stormer kan sette økosystemet tilbake i suksesjons-prosessen. Når et tjern gror igjen, kan også det være en naturlig prosess som er upåvirket av menneskelig aktivitet.

Eks

empe

l 4 Tjern blir til myr

I kanten av tjern vil ofte planteproduksjonen være stor på grunn av god tilgang på vann. Nedbrytingen av plantemateriale vil derimot ofte være lavere enn produksjonen, for det er lite oksygen i vannet. Planterester vil derfor samle seg på bunnen og etter hvert heve den. Gradvis vil plantene krype utover i tjernet, og etter lang tid vil hele vannspeilet være dekt av planter. Til slutt er det en myr der det før var et tjern.

Et skogstjern varer ikke evig! Her foregår det en gjengroing som etter hvert vil forvandle tjernet til en myr.

Kap2.indd 46 19-06-07 19:13:52

2 ØKOSYSTEMER 47

Sothøne (Fulica atra), revebjelle (Digitalis purpurea), torsk (Gadus morhua), isbjørn (Ursus maritimus).

Når endringene blir for store, går suksesjonen i ståEn del inngrep i naturen som skyldes menneskelig aktivitet, greier naturen å «reparere» selv. Men dersom inngrepene blir for omfat-tende, kan skadene bli varige. Det gjelder for eksempel ved bruk av en del sprøytemidler.

Prø

v deg 1 Hva er en suksesjon?

2 Gi et eksempel på en primær suksesjon og et eksempel på en sekundær suksesjon.

2D Populasjonsøkologi– antall individer varierer

Alle individer av en art som holder til innenfor et avgrenset område, kaller vi en populasjon eller en bestand. Sothønsene i Østensjøvan-net ved Oslo, revebjellene i Ulvik i Hardanger, torsken i Trondheims-fjorden og isbjørnene på Svalbard er eksempler på populasjoner.

Antallet individer i en slik populasjon er ikke konstant. Antallet ryper på Dovrefjell varierer fra år til år. Enkelte år er rypebestanden stor, et såkalt rypeår, mens året etter kan antallet ryper være lavt. Studier av hvordan antallet individer varierer over tid og fra ett sted til et annet, kaller vi populasjonsøkologi. Årsakene til at antallet individer varierer, skal vi komme tilbake til.

Kap2.indd 47 19-06-07 19:14:09

2 ØKOSYSTEMER48

PopulasjonsøkologiStudiet av hvordan antallet individer i en populasjon varierer over tid og fra ett sted til et annet, kaller vi populasjonsøkologi.

Reproduksjon og bæreevneAlle individer har en større evne til å reprodusere seg enn det antallet individer som kan vokse opp. Husmus, for eksempel, kan få fem–seks kull i året og fra fi re til åtte unger i hvert kull. Ungene er kjønns-modne bare en og en halv måned gamle. Et musepar kan derfor være opphav til mange millioner mus i løpet av få år.

Denne overproduksjonen fører til at det blir konkurranse om res-sursene og dermed konkurranse om å overleve til kjønnsmoden alder. Individene er forskjellige og har dermed ulike forutsetninger for å føre genene sine videre gjennom avkommet. Dette kalles utvikling gjen-nom naturlig utvalg og er kjernen i evolusjonsbiologien.

De samlede ressursene i et område er begrenset. Det er derfor bare et visst antall individer av en art som kan leve der i lengre tid uten at ressursgrunnlaget ødelegges. Dette antallet individer kaller vi områdets bæreevne.

Områdets bæreevneDet antallet individer av en art som kan leve innenfor et avgrenset område over lengre tid, kaller vi områdets bæreevne.

De fl este populasjonene overskrider ikke områdets bæreevne. Hva er det da som bremser veksten i populasjonen når bestanden nærmer seg bæreevnen?

Faktorer som bremser populasjonsvekstenNår en populasjon vokser, kommer individene tettere innpå hver-andre. Dette påvirker individene innbyrdes på fl ere måter:

Smittsomme sykdommer – tettbefolkede områder mest utsattNår individene oftere kommer i kontakt med hverandre, kan smitt-somme sykdommer lettere spre seg. Hos rødrev sprer reveskabb seg lettere når tettheten er stor.

Husmus (Mus musculus) har stor formeringsevne og er en av våre vanligste smågnagere.

Rødrev (Vulpes vulpes) som er angrepet av reveskabb (Sarcop-tes scabei). Pelsen faller av, og etter tre-fi re måneder dør reven av utmagring, infeksjon og uttørk-ing – eller den fryser i hjel.

Kap2.indd 48 19-06-07 19:14:48

2 ØKOSYSTEMER 49

Stress – når individene ikke har plass nokStor tetthet fører også til at individene blir mer stresset. Det nedsetter formeringsevnen, noe som igjen reduserer veksten i populasjonen. Dette er kjent hos mange pattedyr.

Avfallsstoffer – individene tar livet av seg selvBlir tettheten for stor, kan avfallsstoffer som individene avgir, skade individene selv. Hos for eksempel gjærsopp blir etter hvert mengden av alkohol som soppen skiller ut, så stor at det hemmer videre vekst i populasjonen. Dette er årsaken til at alkoholprosenten i en blanding av vann, sukker og gjær ikke blir noe særlig høyere enn 14–15 %.

Konkurranse – når viktige faktorer blir mangelvareNår antallet individer øker, blir konkurransen om viktige ressurser, som yngleplasser, næring og gjemmesteder, så stor at individene buk-ker under eller ikke får reprodusert seg.

Miljøforandringer – når været er unormaltAndre faktorer kan virke uavhengig av om tettheten er stor eller liten. Perioder med dårlig vær, som mye regn, lite nedbør, kulde eller ut-tørking på grunn av vind og sol, gjør at levevilkårene blir ugunstige. Dersom det er kaldt og fuktig vær i den perioden planter skal bestøves av insekter, blir frøsettingen dårlig det året.

Prø

v deg 1 Hva betyr ordet populasjonsøkologi?

2 Hva begrenser veksten i en populasjon?3 Hva mener vi med «områdets bæreevne»?

2E Populasjonsvekst– S-er, J-er eller bølger

Tenk deg at du skal lage en grafi sk framstilling av hvordan antallet individer i en populasjon forandrer seg med tiden. Langs førsteaksen (x-aksen) har du tiden – i måneder, år eller tiår, alt etter hva som er hensiktsmessig. Langs andreaksen (y-aksen) har du antallet individer. Kurven du får fram på denne måten, kaller vi en vekstkurve. Alle po-pulasjoner har selvfølgelig ikke samme vekstkurve, og vi deler kurve-ne inn i tre hovedtyper: kontrollert vekst (S-formet kurve), ukontrollert vekst (J-formet kurve) og sykliske svingninger.

Rypekyllinger er sårbare de første dagene etter fødselen. Mye regn og kjølig vær i dagene etter at rypekyllingene er født, vil som regel føre til stor kylling-dødelighet. De kan enten fryse i hjel eller få problemer med å fi nne insekter som de lever av de første dagene. På bildet ser vi en liten kylling av lirype (Lagopus lagopus).

Kap2.indd 49 19-06-07 19:15:02

2 ØKOSYSTEMER50

Kontrollert vekst – S-kurverNår veksthastigheten avtar etter hvert som antallet individer øker, sier vi at veksten er kontrollert. Kurven får en S-form, og populasjonen stabiliserer seg rundt områdets bæreevne for arten.

Vi kan tenke oss at vi setter ut noen røyer i et fi sketomt vann. Der-som forholdene er gunstige, kan vi få et godt fi skevann om noen år. Det er overskudd av mat og gode gyteplasser. Bestanden av røye øker etter hvert raskt, men etter en tid avtar veksten (men ikke antallet, ser du forskjellen?), og antallet røyer i vannet vil etter hvert stabilisere seg. Røyebestanden kan ikke vokse ubegrenset, for ressursene røy-ene trenger for å leve, er begrenset. Når bestanden er stor, blir det konkurranse om ressursene, slik som mat og gyteplasser. De best tilpassede konkurrerer ut de svake, og antallet fi sker som får gyte, øker ikke. Røyebestanden nærmer seg områdets bæreevne, det vil si det antallet røyer som kan leve i vannet uten at næringsgrunnlaget blir ødelagt. Dette er den vanlige vekstkurven for de fl este plante- og dyrebestander.

Ukontrollert vekst – J-kurverNår vekstvilkårene er gode, vokser alle populasjoner raskt. Vi skal illustrere dette med veksten i en bakteriekultur. Vi tenker oss at vi starter med én bakterie i en væske med oppløste næringsstoffer. Bakteriene deler seg hver time. De første timene er veksten moderat, men etter hvert blir kurven brattere og brattere.

Veksten i en tenkt røyebestand (Salvelinus alpinus).

Veksten i en bakteriekultur.

Antall

Tid

Kap2.indd 50 19-06-07 19:15:19

2 ØKOSYSTEMER 51

Snømus (Mustela nivalis) er et lite rovdyr som lever av lemen.

Hos organismer som formerer seg ukjønnet (ved vanlig celledeling), vil ikke de faktorene som regulerer veksten virke, og populasjons-veksten vil ikke fl ate ut. Vi kaller en slik vekst for ukontrollert vekst (i matematikken kaller vi kurver med en slik form for eksponentielle). Veksten fortsetter til all næringen i væsken er oppbrukt, eller til meng-den av avfallsstoffer blir så stor at den tar livet av bakteriene. Kurven kollapser og faller til null.

Sykliske svingninger – kurver som går opp og nedHos enkelte populasjoner, særlig i fjellet, kan antallet individer variere mye fra år til år. Det gjelder blant annet for lemen og andre smågnag-ere. Hvert tredje eller fjerde år opptrer lemen (Lemmus lemmus) i stort antall. Året etter slike lemenår kan det være nesten tomt for lemen i fjellet. I lemenår overskrider bestanden av lemen bæreevnen. Store deler av bestanden dør ut eller vandrer ut til andre områder. Etter to til tre år begynner bestanden på nytt å vokse. Slike regelmessige sving-ninger i bestanden kaller vi sykliske svingninger. Både snømus og fjellvåk lever av lemen, og antallet av disse artene følger variasjonene i lemenbestanden.

Eks

empe

l 5 Lemenbestanden svinger

Det er gjort mange forsøk på å forklare hvorfor enkelte bestan-der varierer på denne måten. Svaret er sikkert sammensatt, og både stress, antallet rovdyr og knapphet på næring er faktorer som påvirker svingningene i lemenbestanden. I de senere årene har man også funnet ut at plantene som lemen lever av, produ-serer spesielle stoffer, såkalte antibeitestoffer, når de blir beitet på. Disse stoffene smaker vondt og påvirker også lemenets indre organer, slik at både levealderen og reproduksjonsevnen går ned. Forskerne har fortsatt ikke helt klart å løse gåten om svingningene i lemenbestandene.

Kap2.indd 51 19-06-07 19:15:20

2 ØKOSYSTEMER52

Antall

Hare

År250

Gaupe

Arter som har mange byttedyr, har ikke slike store svingninger i antallet. Når det blir lite av én byttedyrart, begynner de å fange andre arter. På denne måten får de en jevnere tilgang på føde enn for eksempel fjellvåk og gaupe.

Prø

v deg 1 Hva vil det si at en populasjon har en kontrollert vekst?

2 Gi et eksempel på en populasjon som har ukontrollert vekst.

3 Hvor fi nner vi fl est populasjoner som viser sykliske sving-ninger?

4 Hva kan årsakene være til at vi får sykliske svingninger?

Hos hare (Lepus timidus) fi nner vi også sykliske svingninger i bestandene. Gaupe (Lynx lynx), som er en god harejeger, er avhengig av harebestanden. Antallet gauper varierer derfor også syklisk.

Kap2.indd 52 19-06-07 19:15:25

2 ØKOSYSTEMER 53S

amm

end

rag Økosystem

Et økosystem er en avgrenset del av natu-ren og omfatter alle arter som lever der og miljøet de lever i. Eks.: skog, innsjø, hav, fjellområde.

ØkologiØkologi er læren om samspillet mellom organismene i et økosystem og mellom organismene og det miljøet de lever i.

ArtIndivider som sammen kan få forplantnings-dyktig avkom, sier vi tilhører samme art.

PopulasjonIndividene av en art som lever innenfor et avgrenset område, kaller vi en populasjon eller en bestand.

SamfunnAlle populasjonene som lever i et økosys-tem, kaller vi økosystemets samfunn.

Biotiske og abiotiske faktorerSamfunnet er alle plantene og dyrene i et økosystem. De utgjør de biotiske faktorene i økosystemet. Økosystemets abiotiske faktorer består av de ikke-levende delene, for eksempel luft, lys, temperatur, vind, jord og vann.

Næringskjede, næringsnettEn næringskjede viser hvem som spiser hvem i et økosystem. Et næringsnett er næringskjeder som er koblet sammen. En næringskjede starter med en produsent (som driver fotosyntese). De neste leddene er forbrukere.

Samspill i naturenDet fi nnes forskjellige typer av samspill mellom arter:• Bytte-forbruker er et forhold der den ene arten er næring for den andre.• Konkurranse har vi når to arter konkur-rerer om ressurser.• Symbiose er et samspill mellom to arter som lever i et tett samliv. Symbiose deles videre inn i undergrupper avhengig av hvor-dan artene blir påvirket av forholdet:1 Parasittisme har vi når den ene arten får

en fordel, mens den andre får en ulempe.2 Kommensalisme kaller vi det når den ene

arten har en fordel, mens den andre ikke blir påvirket.

3 Mutualisme kaller vi det når begge artene høster fordel av forholdet (kalles også ekte symbiose).

SuksesjonerGradvise endringer i et økosystem kaller vi en suksesjon. De fl este økosystemer er inne i en suksesjon, enten økosystemet blir påvirket av mennesker eller ikke. Den første delen av en suksesjon kalles pionerfasen, mens sluttfasen kalles klimaksfasen.

BæreevneDet antall individer av en art som kan leve i et avgrenset område over tid, kaller vi områ-dets bæreevne.

PopulasjonsøkologiDette er læren om enkeltarters tilpasning til sitt miljø, og hvordan veksten i en popula-sjon endres over tid og fra ett sted til et annet. Veksten kan enten være kontrollert, ukontrollert eller utvikle seg i sykliske sving-ninger. Det er fl ere faktorer som påvirker en populasjonsvekst.

Kap2.indd 53 19-06-07 19:15:26

2 ØKOSYSTEMER54O

pp

gave

rO

pp

gave

r

2A Økosystemet2.1 a En produsent kommer alltid først i en

næringskjede. Forklar hvorfor.b Gi to eksempler på næringskjeder fra fjæra.c Forklar sammenhengen mellom begrepene

næringskjede og næringsnett.d Gi eksempler på nedbrytere, og forklar

hvilken oppgave de har i naturen.e Alle økosystemer har fl ere fellestrekk.

Hvilke?

2.2 Lag en næringskjede ved å velge noen av artene nedenfor.hjort, rev, hvitveis, spurvehauk, reinlav, røys-katt, markmus, rype, gress, menneske, jerv, kjøttmeis, insektlarve

2.3 Nedenfor fi nner du listet opp en del faktorer som påvirker gjedda i et vann.lys, hoppekreps, fi skeørn, pH, abbor, kloakk, oksygen, ørekyt, planteplankton, karbon-dioksid, vind, oter, siv/gress, fi skelusa Grupper faktorene i abiotiske og biotiske.b Velg to abiotiske og to biotiske faktorer, og

gjør rede for hvordan de påvirker gjedda.

2B Samspill i naturen2.4 Symbiose, mutualisme, kommensalisme, parasittisme, konkurranse og bytte–forbruker er forhold mellom arter som fi nnes i de fl este økosystemer. Forklar hvert av disse begrepene.

2.5 Avgjør hva slags type samspill dette er:a kjøttmeis og fl uesnapper som slåss om den

samme fuglekassab en spissmus som spiser en billec en bakterie som lever i rotknoller hos hvit-

kløverd en sau som spiser sauesvingel (et gress)

2C Suksesjoner2.6 Hva menes med stabile økosystemer? Nevn noen eksempler og forklar hvorfor de blir kalt stabile.

2.7 Hvilke miljøfaktorer endres når en gran-skog hogges ned?

2.8 Hva kan skje med mindre innsjøer og skogstjern etter hvert?

2.9 a Granskog kalles et klimakssamfunn. Hvor-

for det?b Gi eksempler på menneskeskapte sukse-

sjoner. Diskuter konsekvensene.

2D Populasjonsøkologi2.10a Hva er en art?b Hva er en populasjon eller bestand?

2.11 Hvis man setter ut røye i et fjellvann, vil ikke røyebestanden vokse uhemmet, men fl atet ut og legge seg opptil bæreevnen. Kan du forklare hvorfor?

2.12 a Finn eksempler på smittsomme sykdom-

mer som kan hemme populasjonsveksten hos en art. Bruk gjerne oppslagsverk.

b Smittsomme sykdommer utvikler seg hos mennesker også. Forklar hvordan dette påvirker populasjonsveksten.

2E Populasjonsvekst2.13 Lemen er en art som har sykliske svingninger. Kan du forklare hva årsakene kan være til at lemenbestanden reduseres kraftig med jevne mellomrom?

2.14 Dersom du tar en bakterie og plasserer den i en løsning med næringsstoffer, vil den ganske raskt begynne å dele seg. Antallet vokser raskt, og vi får en eksponentiell vekst. Tegn en grafi sk framstilling av veksten i en slik bakteriekultur.

2.15 Hvordan er populasjonsveksten til arten menneske (Homo sapiens)?

Kap2.indd 54 19-06-07 19:15:26

2 ØKOSYSTEMER 55

Blandede oppgaver2.16a Hvilke organismer har fotosyntese?b Hva skjer i fotosyntesen?c Hvilken rolle spiller klorofyllet, og hvilken

rolle spiller lyset?d Hvor får plantene CO2 og H2O fra?e Kan fotosyntesen foregå om natta? Be-

grunn svaret ditt.f Kunne vi ha klart oss på jorda uten foto-

syntesen? Begrunn svaret ditt.

2.17 Hva er forskjellen i måten dyr og plan-ter skaffer seg næring på?

2.18 Plantene tar opp næringssalter, for eksempel nitrat (NO3

–), fra jorda gjennom røt-tene. Hva bruker plantene nitrogenet til?

2.19a Hva er biosfæren?b Hva er et samfunn i økologisk forstand?

2.20a Ulvene i Norge og Sverige tilhører samme

populasjon. Hvorfor tilhører ikke ulvene i Sverige og

Canada samme populasjon? b Er ulv og hund samme art?c Tilhører ulv og jerv som lever i det samme

området, samme bestand? Begrunn svaret ditt.

2.21 I en del innsjøer, særlig i tettbebygde områder i lavlandet og nær jordbruksområder, er det stor algevekst og dårlig vannkvalitet.a Hva kan grunnen til den store algeveksten

være?b Hva kan stor algevekst i en innsjø føre til

på sikt?c For å bedre vannkvaliteten er det noen

steder gjort forsøk på å sette ut en rovfi sk, gjørs, som spiser mort. I slike sjøer er det ofte store mengder småmort, som spiser dyreplankton. Det fi nnes eksempler på at

utsetting av gjørs har ført til mindre alger og bedre vannkvalitet. Forklar hva som er tankegangen bak dette.

2.22a Ca. år 1850 ble kaniner innført til Australia

fra England. Kaninene formerte seg raskt og ukontrollert, og det utviklet seg til å bli en stor kaninplage i landet. Hva tror du var årsakene til den ukontrollerte veksten?

b Senere ble det forsøkt å innføre rev. Hva var begrunnelsen for dette?

c Etter at reven ble innført, ble det ikke færre kaniner. Isteden spiste reven små pungdyr, som holdt på å bli utryddet på grunn av dette. Hva viser disse eksemplene oss?

2.23 Beskriv hva som skjer etter at et om-råde av en granskog er hogd snaut.

2.24 Hva menes med en pionerplante? Nevn et eksempel.

2.25a Tenk deg at 1000 kg planteplankton (alger)

blir spist av dyreplankton. Det gir ca. 100 kg dyreplankton. Hvor blir det av de 900 andre kiloene? Forklar.

b 100 kg dyreplankton blir spist av mort. Hvor mye mort blir dannet?

c Morten spises av abbor. Hvor mange kilo-gram abbor blir dannet?

d Hvor mye fi skespisende fugl vil bli dannet hvis fuglene spiser abboren?

e Sett opp en næringskjede og tegn den som en næringspyramide. La arealet av hver del av pyramiden tilsvare vekten i kg av hvert ledd i kjeden. Hva viser denne næringspy-ramiden?

2.26 Biologisk bekjempelse av skadedyr er et alternativ til sprøytemidler. Finn noen eksempler på dette, og forklar hvordan det virker.

Kap2.indd 55 19-06-07 19:15:26