I takt med at introducerede arter spredes over hele verden, bliver de komplekse netværk af interaktioner mellem planter og dyr i økosystemer i stigende grad ens, en proces, der sandsynligvis vil forstærke globaliseringens præg på naturen og øge risikoen for omfattende økologiske forstyrrelser.
Forskere ved University of Marylands National Socio-Environmental Synthesis Center (SESYNC) og ved Center for Biodiversity Dynamics in a Changing World (BIOCHANGE) ved Aarhus Universitet har fundet ud af, at introducerede arter omformer gensidige relationer mellem planter og dyr i et accelererende tempo, hvilket skaber nye økologiske forbindelser mellem tidligere afbrudte økosystemer. Deres nye undersøgelse er vist på forsiden af 3. september-udgaven af Nature og offentliggjort online den 2. september.
Med på forsiden af 3. september-udgaven af Nature, blev undersøgelsen udført af forskere ved University of Marylands National Socio-Environmental Synthesis Center (SESYNC) og Center for Biodiversity Dynamics in a Changing World (BIOCHANGE)) på Aarhus Universitet.
Losing Biodiversity's Portfolio Effect
Biodiversiteten ændrer sig på verdensplan, ikke kun gennem tab af arter, men ved at artssammensætningen bliver mere ens på tværs af forskellige regioner - en proces kaldet biotisk homogenisering. Ligesom diversificering i en investeringsportefølje beskytter den mod nedgangstider i visse sektorer, støder diversitet på tværs af økosystemer naturlige systemer mod udbredt kollaps. Forskerne fandt ud af, at homogenisering påvirker gensidige netværk bestående af planter og de dyr, der spreder deres frø. Ved at samle data fra hundredvis af steder rundt om i verden, fandt de ud af, at interaktioner, der involverer en plante eller et dyr, der var en introduceret art, er steget syv gange i løbet af de sidste 75 år. Det resulterende tab af porteføljeeffekten udgør en større risiko for omfattende forstyrrelser af bredskala stressfaktorer såsom klimaændringer eller sygdomsudbrud.
Introducerede arter påvirker også strukturen af gensidige netværk på måder, der reducerer stabiliteten af individuelle økosystemer. Når forskere ser på nettet af artsinteraktioner inden for naturlige økosystemer, er der ofte 'rum' af tæt interagerende arter, som interagerer lidt uden for deres rum. "Dette gør et netværk modstandsdygtigt, fordi en forstyrrelse såsom overjagt, sygdom eller et pesticid, der påvirker en bestemt art, ikke spredes til at påvirke arter i andre rum," forklarede undersøgelsesforfatter Evan Fricke fra SESYNC. Undersøgelsen viser, at introducerede arter ofte er så generaliserede, at de interagerer på tværs af flere rum, hvilket forårsager tab af opdelt netværksstruktur og udsætter flere arter for en given forstyrrelse.
En opdeling af geografisk isolation
Undersøgelsen viser også, hvordan regioner, der naturligt havde forskellige kombinationer af arter og interaktioner på grund af historisk geografisk isolation, nu er forbundet. "Eurasiske solsorter, der spreder tjørnfrø, er en fælles gensidig interaktion mellem arter hjemmehørende i Europa," sagde Fricke. "I dag forekommer den samme artsinteraktion også på den modsatte side af planeten i New Zealand, hvor disse arter er blevet introduceret af mennesker."
Forskerne kvantificerede, hvordan introducerede arter har ændret geografiske mønstre i det globale net af gensidige interaktioner. "Det, der er slående at se, er, at naturlige biogeografiske mønstre, der har eksisteret i millioner af år, bliver slettet så hurtigt," sagde Fricke. En konsekvens af disse nye forbindelser er, at samudviklede forhold, der er unikke for isolerede steder på Madagaskar, Hawaii eller New Zealand, nu er påvirket af introducerede arter. Tabet af isolation ændrer de co-evolutionære baner for disse mutualismer, hvilket kan få arter til at udvikle træk, der ligner arter i andre dele af verden."Men de introducerede arter kan med tiden også selv afvige fra deres kildepopulationer og tilpasse sig deres nye omgivelser," tilføjede studieforfatter Jens-Christian Svenning, professor og direktør for BIOCHANGE.
Feedbacks Shaping Future Ecosystems
Som gensidigt gavnlige interaktioner kan frøsprednings-gensidighed bestemme, hvilke arter der er succesfulde, når økosystemer ændrer sig over tid. Sammenlignet med hjemmehørende arter er indførte arter dobbelt så tilbøjelige til at interagere med partnere, der også introduceres, ifølge undersøgelsen. Denne feedback kan favorisere regenerering af indførte planter frem for hjemmehørende arter. "Disse kan have afsmittende homogeniserende virkninger for plantesamfund under naturlig genplantning af forringede skove, såvel som planteområdeforskydninger som følge af klimaændringer," sagde Fricke.
Håndtering af tab af kompleksitet
"Mens mange utilsigtet introducerede arter kan forårsage homogeniserende effekter, der truer økosystemets integritet, kan andre introducerede arter give økologiske fordele eller endda vende virkningerne af biotisk homogenisering," fortsatte Svenning. På Hawaii-øerne udfører indførte dyr næsten al frøspredning for indfødte planter efter talrige udryddelser og alvorlige fald i indfødte fuglepopulationer. Mens Hawaii repræsenterer et ekstremt tilfælde, har økosystemer rundt om i verden oplevet stejle tilbagegange af deres største dyr, hvoraf mange er vigtige frøspredere. Ligesom fuglene på Hawaii kan indførte store pattedyr udføre funktioner, der mangler på grund af tilbagegangen af hjemmehørende arter. "Vores fremtidige forskning vil målrette, hvilke arter der interagerer på måder, der sandsynligvis vil homogenisere økosystemer yderligere, og dem, der kan vende homogenisering ved at udfylde økologiske roller, der er gået tabt på grund af tidligere artstilbagegang," konkluderede Svenning.
