Klimaændringer truer plantearter – hvad kan vi lære af fortiden?

Global opvarmning fører til en hastig reduktion af plantearter. Ifølge estimater er omkring 600 plantearter uddøde siden 1750 – dobbelt så mange som dyrearter. Men hvilke arter rammes hårdest? Og hvordan påvirker ændringer i biodiversitet samspillet mellem planter?

Forskere fra Alfred Wegener Instituttet har undersøgt disse spørgsmål ved at analysere DNA-fragmenter fra gamle søsedimenter. Disse fragmenter giver indsigt i, hvordan plantearterne ændrede sig for 15.000 til 11.000 år siden under den opvarmning, der markerede afslutningen på sidste istid. Denne periode betragtes som den sidste store masseuddøen før nutiden. Resultaterne kan give et fingerpeg om, hvad der venter os i fremtiden.

Plantearter i kamp mod klimaet

“Alle ved, at uldhårede mammutter uddøde, men næsten ingen taler om de planter, der forsvandt ved sidste istids afslutning,” forklarer professor Ulrike Herzschuh fra Alfred Wegener Instituttet. Indtil for nylig har det været vanskeligt at undersøge plantearters uddøen i detaljer, da tidligere metoder, primært baseret på pollen, ikke har kunnet identificere specifikke arter.

Ved at analysere gammelt DNA fra sedimentkerner i søer i Alaska og Sibirien har forskerne dog kunnet rekonstruere, hvordan vegetationen ændrede sig i disse områder. DNA’et i sedimentkernerne stammer fra planter, der voksede i regionen gennem de sidste 30.000 år. Ved at berige og sekventere dette DNA har forskerne kunnet identificere de forsvundne arter.

Temperaturændringer påvirker planters samspil

“Vi har nu kunnet fastslå præcist, hvornår og hvor plantearter opstod og forsvandt i Alaska og Sibirien,” siger Herzschuh. Forskerne fandt en klar sammenhæng mellem temperatur og planters samspil: I kolde perioder understøtter planter hinandens vækst, mens de i varmere perioder primært konkurrerer.

DNA-analyserne viser blandt andet, at pudeplanter – en plantegruppe, der skaber beskyttede mikrohabitater – var fremtrædende i koldere perioder. Disse planter hjalp sandsynligvis med at udbrede andre arter. Men i et varmere klima dominerer træer og buske, hvilket resulterer i en reduceret biodiversitet.

“I dag ser vi, at plantemangfoldigheden falder, når træer og buske breder sig ind i tundraområder, hvor der tidligere var højere biodiversitet,” forklarer Herzschuh.

Særligt udsatte plantearter

Overgangen fra istid til den nuværende varmeperiode medførte, at visse vegetationsformer forsvandt helt. Forskerne kunne blandt andet bekræfte, at den såkaldte “mammutsteppe”, der engang bredte sig over den nordlige halvkugle, forsvandt i takt med klimaændringerne.

Men hvordan identificerer man arter, der er forsvundet? DNA-databaser indeholder primært information om nulevende planter. Derfor måtte forskerne tage en alternativ tilgang. “Vi analyserede alle DNA-fragmenter fra vores sedimentkerner og brugte statistiske modeller til at filtrere dem, der havde unikke træk og derfor ikke længere findes i dag,” forklarer Herzschuh.

Forskerne fandt også, at visse plantearter er mere sårbare over for udryddelse i et varmere klima. Græsser og buske er mere udsatte end træer, da træer kan sprede sig over større områder. Desuden er planter i områder med høj biodiversitet mere truede end arter i mindre varierede økosystemer.

Konsekvenser for nutidens Arktis

Undersøgelserne giver en fundamental forståelse af, hvordan klimaændringer påvirker biodiversitet, og hvilke mekanismer der er afgørende i denne udvikling. Forskerne har for første gang kunnet fastsætte plantearters uddøen med konkrete data, hvilket kan bruges til bedre at forudsige fremtidige ændringer i økosystemerne i Arktis.

“Vores studier viser, hvor vigtigt det er at forstå biodiversitet og økologiske samspil over lange tidsperioder for at kunne forudsige konsekvenserne af klimaforandringer,” opsummerer Herzschuh. “Ved at bruge information fra gammelt DNA i sedimenter kan vi opnå den nødvendige viden til at gøre netop dette.”

Med en stadig varmere klode kan resultaterne give et indblik i, hvordan plantearter kan reagere i fremtiden – og måske hjælpe os med at beskytte dem, før det er for sent.

Kilde: Alfred Wegener Institute