Organismer skal arbejde sammen for at tilpasse sig klimaændringer, især i nærværelse af konkurrenter, foreslår en ny undersøgelse offentliggjort i dag i eLife.
Resultaterne viser, at nogle arter kan maksimere deres kondition i suboptimale miljøer ved at arbejde sammen og fremhæve, hvordan det presserende spørgsmål om ødelæggelse af levesteder påvirker sociale organismers sårbarhed over for klimaændringer.
Organismer har en 'fundamental niche' - de ideelle fysiske forhold, de har brug for for at fodre og formere sig (såsom temperatur og nedbør) - og en 'realiseret niche' - de faktiske forhold, de lever i, som omfatter biologiske påvirkninger som f.eks. som konkurrerende arter og rovdyr. Desuden har hver art en 'termisk præstationskurve' (TPC), som viser, hvordan temperaturen påvirker deres fysiologiske funktion og adfærd, såsom yngle og bevægelse. Ved at kombinere disse begreber for første gang demonstrerer denne undersøgelse, hvordan opnåelse af en mekanistisk forståelse af sociale interaktioner inden for og mellem arter kan give kritisk indsigt i, hvordan organismer kan reagere på globale forandringer.
"Så vidt vi ved, har ingen undersøgelse nogensinde skelnet mellem en organismes fundamentale og realiserede termiske ydeevnekurver eller kvantificeret, hvordan dette ændrer sig i tilstedeværelsen af konkurrerende arter," forklarer hovedforfatter Hsiang-Yu Tsai, forskningsassistent ved Institute of Ecology and Evolutionary Biology, Taiwan University og Biodiversity Research Center, Academia Sinica, Taiwan. "Nogle undersøgelser har vist, at samarbejde inden for en art kan hjælpe sociale organismer med at udvide de miljømæssige forhold, de kan trives i, men man ved ikke meget om, hvordan dette rent faktisk opnås."
Forskerne søgte at løse dette spørgsmål på to måder: de udviklede først en teoretisk model, der forudsiger bredden af termiske ydeevnekurver, og hvordan disse ændrer sig som reaktion på konkurrence med andre arter om ressourcer. Derefter udførte de en række eksperimenter for at teste forudsigelsen af deres model ved at bruge en art af asiatisk gravbille - en social organisme, der er afhængig af dyrekroppe for at formere sig, men som må konkurrere om dem med den mere temperaturresistente spyflue.
Modellen forudsiger, at når en lavtemperaturelskende art som f.eks. den gravende bille befinder sig i et miljø, hvor den skal konkurrere med en højtemperaturelskende, mere fleksibel art som spyfluen, er billens faktiske optimale temperatur for aktiviteter som avl og flytning falder under, hvad der ville blive forudsagt i et laboratorium, i mangel af konkurrenter. Tilsvarende, hvis en art, der trives ved høje temperaturer, skal konkurrere med en, der trives ved lave temperaturer, er det modsatte tilfældet: Den bedste temperatur til avl og bevægelse bliver højere end den, der synes optimal i et kontrolleret laboratorieeksperiment.
For at teste dette i praksis undersøgte holdet avl og bevægelse af begravende biller i et kontrolleret laboratorieeksperiment. De fandt ud af, at avlen var optimal ved 15,6 C, og biller havde brug for mindre energi for at begynde at flyve ved 16 C end ved andre temperaturer. Men da spyfluer blev introduceret til forsøget, faldt billernes optimale yngletemperatur til 13,1C, hvilket betyder, at de justerede deres optimale temperatur til avl for at udkonkurrere spyfluerne. Så snart spyfluerne var fjernet, flyttede billerne deres optimale temperatur til yngle tættere på den temperatur, der blev observeret i laboratorieeksperimentet.
Da tidligere arbejde fra holdet tyder på, at biller vil samarbejde om at begrave kadavere i nærvær af spyfluer, forudsagde de, at en gruppe biller i et varmt miljø ville have en bedre chance for at tilpasse sig højere temperaturer end solitære par af avl biller. Som forudsagt fandt de ud af, at de biller, der kunne danne samarbejdsgrupper, havde en optimal yngletemperatur, der var identisk med den under laboratorieforhold (deres grundlæggende TPC). Derimod var den optimale yngletemperatur for de solitære par lavere ved 14,1 C, svarende til den, der blev opnået i nærvær af spyfluerne.
"Med andre ord gør samarbejdet biller i stand til bedre at matche deres forudsagte og faktiske termiske præstationskurver, hvilket i sidste ende fører til højere kondition i forhold til konkurrencen med andre arter," siger medforfatter Dustin Rubenstein, lektor i økologi, Evolution og Miljøbiologi ved Columbia University i New York City, USA.
"Vi har påvist, at en arts faktiske temperaturafhængige kondition sandsynligvis vil ændre sig som reaktion på faktorer som konkurrence," konkluderer seniorforfatter Sheng-Feng Shen, Associate Research Fellow ved Institute of Ecology and Evolutionary Biology, Taiwan University og Biodiversity Research Center, Academia Sinica, Taiwan. "Vores undersøgelse tyder på, at en mere mekanistisk forståelse af, hvordan både konkurrence og samarbejde påvirker den optimale temperaturpræstation for en art, vil være afgørende for at forstå, hvordan klimaændringer og ødelæggelse af levesteder påvirker dens sårbarhed."
