Gigantiska kannibaler driver dynamiken i sjöars ekosystem

Mellan 1992 och 2001 har forskare vid institutionen för ekologi och geovetenskap i Umeå undersökt sammansättningen av abborre samt djur- och växtplankton i en liten skogssjö i Västerbotten. I den aktuella sjön fanns det under vissa perioder gott om tusenbröder, det vill säga abborrar som stannat upp i växten eftersom de inte fått i sig tillräckligt med näring.
– Det finns många sjöar med tusenbrödratillstånd. Tidigare har man utgått från att det föds en ny årsklass som utvecklas till nya tusenbröder när de gamla tusenbröderna dör bort, säger Lennart Persson, professor vid Umeå universitet.
I sådana fall skulle sjöarna ständigt bestå av tusenbröder. Men så är inte fallet. Umeåforskarna har nu visat att fisksamhället växlar mellan två olika faser. I den ena fasen dominerar några få gigantiska abborrar och årsyngel. I den andra fasen dominerar tusenbröder. Skiftet mellan de olika faserna påverkar hela sjöekosystemet ända ner till minsta lilla växtplankton. Biomassan hos växtplankton är exempelvis mer än dubbelt så hög under gigantfasen som under tusenbrödrafasen.

Oberoende av ålder livnär sig abborrar på djurplankton även om årsyngel har den största effekten på djurplankton. Större abborrar är dessutom kannibaler och äter gärna yngre abborrar. För att de äldre abborrarna ska få i sig så mycket energi som möjligt bör de unga offren inte vara alltför små. Tidigare modeller har inte tagit hänsyn till den energi som fisk, i det här fallet abborrar, kan utvinna via kannibalism. I artikeln i Proceedings of the National Academy of Sciences visar författarna empiriskt och med en modell att detta är av högsta betydelse för fisksamhällets dynamik. Genom kannibalism kan abborrarna under en fas bli väldigt storvuxna. Dessa gigantiska fiskar driver dynamiken i sjöekosystem.

När antalet äldre abborrar, kannibaler, är högt förorsakar de en stor dödlighet bland de unga offren. Men kannibalerna växer sakta och blir tusenbröder, eftersom de inte kan utvinna tillräckligt med energi då deras offer, abborrynglen, är väldigt små när de fångas. På grund av den höga kannibalismen finns det bara årsyngel under en kort period av tillväxtsäsongen. Trycket på årsynglets huvudsakliga föda, djurplankton, är därför låg, vilket i sin tur leder till att djurplankton kan trycka ned sin föda, växtplankton, till låga nivåer. Samtidigt är nyrekryteringen av abborre väldigt liten på grund av den höga kannibalismen. Dödligheten hos äldre abborrar kompenseras därför inte och antalet kannibaler minskar år för år. När tillräckligt många tusenbrödraabborrar dött bort förlorar de kontroll över sina offer, som därmed också överlever längre och blir större. De kvarvarande kannibalerna kommer därför att öka dramatiskt i storlek och bli giganter genom att äta av de stora årsyngeln. Även om de gigantiska kannibalerna bara är få till antalet ökar den totala fruktbarheten för några år framåt. Under den här tiden föds det alltså fler abborrar och dessutom överlever fler årsyngel. Ynglen konkurrerar då ut de ettåriga abborrarna, som svälter till döds, vilket sker eftersom årsynglet trycker ner den gemensamma födan, djurplankton, till väldigt låga nivåer. Detta leder i sin tur till en ökning av djurplanktons föda, växtplankton. Eftersom ettåriga abborrar konkurreras ut av årsyngel sker dock en mycket liten ny rekrytering till de gigantiska kannibalerna och efter ett antal år kompenseras inte dödligheten hos giganterna av den höga fruktbarheten per gigant. Antalet årsyngel minskar därmed, vilket i sin tur leder till minskad konkurrens för ettåriga abborrar, som därför överlever sitt andra levnadsår och bildar en ny stark årsklass av kannibaler. Denna starka årsklass kommer på grund av sitt stora antal att kraftigt kannibalisera på kommande års årsyngel och äter dessa då de är yngre och mindre energirika, varmed abborrbeståndet återigen kommer att domineras av tusenbröder.

Artikeln heter “Gigantic cannibals driving a whole lake trophic cascade” och är skriven av forskare vid Umeå universitet och Amsterdams universitet och finns att läsa på http://www.pnas.org/cgi/reprint/0636404100v1.pdf.

Kontaktinformation
För ytterligare information, kontakta:
Lennart Persson, professor vid institutionen för ekologi och geovetenskap
Telefon: 090-786 63 16
E-post: Lennart.Persson@eg.umu.se