6. Livsbetingelser i Arktis

Transkript

1 6. Livsbetingelser i Arktis Af Peter Bondo Christensen og Lone Als Egebo Arktis er den del af den nordlige halvkugle, hvor gennemsnitstemperaturen i den varmeste måned (juli) er under C. På figur 6.1 kan man se udstrækningen af det arktiske område. Som man kan se, ligger Grønland i området. Figur 6.1 Arktis De arktiske zoner, som de er defineret af CAFF (Conservation of Arctic Flora and Fauna). Befinder man sig i Grønland i vinterhalvåret, oplever man store mængder sne, kulde og mørke, men heldigvis også frostklart vejr og nordlys. Om sommeren oplever man lyse nætter. Nord for Polarcirklen, der krydser Grønland ca. 1/3 oppe i landet, er der midnatssol om sommeren. Jo nærmere man kommer Nordpolen, jo større forskel er der på lyset og årstiderne. Helt mod nord i byen Qaanaaq er der midnatssol i knap fire måneder og tilsvarende fire måneder med mørke - men dog nordlys - om vinteren. 1

2 Figur 6.2 Nordlys over Grønland Nordlys opstår når Solens elektrisk ladede partikler støder sammen med molekyler og atomer i Jordens atmosfære. (Foto: Peter Bondo Christensen). Man definerer også Arktis som landet, der ligger nord for trægrænsen og med denne definition består Arktis af 7,5 millioner km 2 eller ca. 5,5 % af landoverfladen på Jorden. Dyr, planter og andre levende organismer må være godt tilpasset for at overleve i Arktis. Ud over de lave temperaturer både sommer og vinter og et langvarigt is- og snedække i vinterperioden, har Arktis som nævnt lange perioder med manglende eller kun lidt sollys. Det er temmelig ekstreme forhold at leve under, og kun få arter har tilpasset sig det miljø. Arktis er derfor fattig på arter. Man siger at området har en lav biodiversitet. Ved Grønland foregår det meste liv i den del af havet der ikke er frosset eller langs kysten. Længere inde på land er jorden dækket af et permanent snelag Indlandsisen, som nogle steder er flere kilometer tyk. Kuldetilpasninger Der er mange forskellige måder at være tilpasset kulde. Pattedyr og fugle, som er ensvarme dyr, producerer selv deres varme og opretholder derved en ensartet kropstemperatur. Men det er dyrt at holde varmen i Arktis, og dyrene forsøger at undgå et alt for stort varmetab ved enten at være udstyret med et tykt pels- og fedtlag, som fx isbjørnene, eller med et isolerende spæklag, som fx hvalrosserne har. 2

3 Figur 6.3 Isbjørn og hvalros Isbjørn, hvalros og sæl holder varmen bag et isolerende spæklag og en tyk pels. (Foto: Manuel Elviro Vidal og Peter Bondo Christensen). Men selv med en varm pels eller et tykt spæklag er varmetabet på dyrenes lemmer relativt større end på resten af kroppen på grund af lemmernes store overflade. Mange dyr reducerer dette varmetab ved hjælp af det såkaldte modstrømsprincip, der fungerer ved, at blodårerne med det varme blod, der løber fra kroppen mod arme og ben (arterier), ligger tæt omsluttet af blodårerne med det køligere modsatstrømmende blod (vener). Hermed overføres varmen fra arterierne til venerne, og blodet bliver varmet op, inden det løber tilbage i kroppen. På denne måde afgiver dyrene heller ikke så meget af varmen til de kolde omgivelser, se figur 6.4. Figur 6.4 Varme poter i en kold verden Cirkulationen af blod i et ben hos arktiske dyr sker som varmeudveksling ved modstrømsprincippet. Varmen overføres fra den tilførende arterie til den fraførende vene. 3

4 De små pattedyr overlever ved at tilbringe vinteren beskyttet under et tykt lag sne. Det er fx sådan lemmingerne overlever (se kapitel 10). Fuglenes fjer er en god isolering mod kulden. Nogle gange kan der være op til 100 graders forskel mellem temperaturen i luften og fuglenes høje kropstemperatur (-50 C og +45 C). Der er kun fire fugle, der kan overleve den barske højarktiske vinter: Ravn, sneugle, fjeldrype og hvidsisken. Ravn og sneugle er store fugle, og sneuglen har masser af fjer, der dækker ben og næb. Hvidsisken er derimod en lille planteæder og man ved faktisk ikke rigtig, hvordan den overlever vinteren i mørke, hvor det meste af vegetationen er dækket af sne. Figur 6.5 Sneugle og ravn Fuglene bruger fjer til at isolere sig mod kulden. (Foto: Gilg & Sabaed/GREA og Lars Holt Hansen). Alle andre organismer end pattedyr og fugle er vekselvarme. Det betyder at deres temperatur svinger i takt med omgivelsernes. Derfor er der som regel kun mulighed for aktivitet eller vækst i den korte frostfrie periode af året, og dyr som padder og krybdyr mangler da også helt i Arktis. De fleste vekselvarme smådyr overlever den arktiske kulde ved at lægge æg, som kan tåle kulden, mens andre smådyr eller fisk tilpasser sig frostgrader ved enten at lade sig underafkøle eller ved at være decideret frysetolerante. Ved underafkøling danner dyret enten glycerol eller nogle sukkerstoffer i kropsvæsken, som sænker væskens frysepunkt. De frysetolerante dyr danner nogle såkaldt antifryseproteiner, så kropsvæsken tåler at fryse, idet proteinerne sørger for, at der sker en kontrolleret dannelse af iskrystaller i kropsvæsken. Arktiske planter har udviklet en særlig strategi for at klare frosten. De sender hurtigt vand ud af cellerne, så der ikke når at blive dannet iskrystaller inde i cellerne, når det fryser. Nogle insekter har en slags anti-frostvæske i kroppen så de kan modstå temperaturer helt ned til 12 graders frost uden at fryse til is. Andre arter kan tåle at blive frosset ned, og for at beskytte sig mod iskrystallernes skadelige virkninger på cellerne i kroppen har insekterne en høj koncentration af bestemte sukkerstoffer i blodet og i kropsvæsken. Et varmere Arktis giver ændrede livsbetingelser Den lange kuldeperiode i Arktis udgør en naturlig barriere over for biologisk invasion fra andre egne af verden, da de fleste levende organismer har svært ved at 4

5 overleve det ekstreme klima. Men i takt med at klimaet ændrer sig i Arktis, ændrer livsbetingelserne for planter og dyr sig også, og det betyder at nye arter vil indvandre. Figur 6.6 Moskusoksen Moskusoksen er med sin tykke pels godt tilpasset den ekstreme vinterkulde i Nordøstgrønland. Den har også lagre af et særligt fedtvæv (brunt fedt), der forbrændes hurtigere end normalt fedtvæv og dermed udvikler varme, når den udsættes for ekstrem kulde. Omvendt er den også god til at regulere varmen om sommeren. På ryggen har den et lyst område, som man kalder sadlen, hvor der kun er en smule pels. Her kan den øge blodtilførslen, når det er varmt, og derved afgive ekstra varme. (Foto: Peter Bondo Christensen). Umiddelbart vil et mildere klima betyde, at flere dyr og planter kan overleve i Arktis. Det ser man allerede eksempler på i Nordøstgrønland. Her er vækstsæsonen forlænget med omkring 50 %. Det har givet mere føde til fx moskusokserne, og bestanden er visse steder vokset med op til 30 % gennem de sidste 10 år. Langtidseffekterne er dog vanskelige at spå om. Man kan godt forestille sig at moskusokserne på længere sigt vil få sværere ved at skaffe føde, fordi mere sne og hyppigere tøvejr om vinteren danner skorper af is, som dyrene har svært ved at gennembryde i deres jagt på føde. Lemmingen, som er den eneste gnaver i Grønland, mærker også det varmere klima. De overlever den strenge vinter dybt under sneen. Her har de fred for sultne rovdyr, og her bygger de deres reder og sikrer flere kuld af unger. Uden sneens beskyttelse forsvinder mange af dem i maven på grådige rovdyr. Så kommer der ikke nær så mange unger til verden, og færre lemminger spiller ind på hele fødekæden. Polarræven får færre unger, når der er få lemminger, og kjover får kun unger på vingerne i år med rigtig mange lemminger (se kapitel 10). 5

6 Figur 6.7 Isbjørnens liv er knyttet til havisen Det er primært på havisen, at isbjørnen jager sæler og opfostrer sine unger. Jo mindre havis, der er, jo større problemer får isbjørnen med at skaffe føde nok til sig selv og sine unger. (Foto: Peter Bondo Christensen). Figur 6.8 Hvalrossen skal hvile sig, når den har spist gennem flere døgn Hvalrossen spiser gennem flere døgn og så skal den hvile sig. Spiser de tæt på land ynder de at hvile sig på en strand. Er de langt fra land må de ty til en isflage. (Foto: Peter Bondo Christensen). 6

7 Visse dyr er helt afhængige af stabile isforhold på havet. Det gælder bl.a. sæl, isbjørn, narhval og hvalrosser. Havisen kan være et godt opholdssted, bl.a. med huler til ungerne, og et helt nødvendigt jagtområde. Når havisen svinder ind, påvirker det i høj grad de dyr, der på en eller anden måde er knyttet til de specielle forhold her. 7

8 6. Livsbetingelser i Arktis Arbejdsspørgsmål: 1. Klimaet i Arktis a. Hvad kendetegner den arktiske klimazone? b. Hvilke lande ligger helt eller delvist i den arktiske klimazone, se figur 6.1? c. Hvilken betydning har det arktiske klima for biodiversiteten? 2. Kuldetilpasninger a. Hvad er forskellen på ensvarme og vekselvarme dyr? b. Hvilke tilpasninger til den arktiske kulde ser man typisk hos ensvarme dyr? c. Forklar ved hjælp af figur 6.4, hvordan arktiske ensvarme dyr mindsker varmetabet fra deres lemmer. d. Hvilke tilpasninger til den arktiske kulde ser man hos vekselvarme dyr og hos planter? e. Hvad er forskellen på, at et dyr er underafkølet og at det er frysetolerant? 3. Et varmere Arktis giver ændrede livsbetingelser a. Hvordan er moskusokser tilpasset klimaet i Arktis, og hvilken betydning kan et mildere klima få for udbredelsen af moskusokser? b. Hvilken betydning kan det få for halsbåndlemmingen og de dyr, der æder den, at det bliver varmere i Arktis? c. Hvilken betydning får det for isbjørne, at det bliver varmere i Arktis? d. Hvilken betydning kan det samlet set få for biodiversiteten, at det bliver varmere i Arktis? Begrund dit svar.