M. leidyi. Foto: Cornelia Jaspers

Hvorfor bliver nogle arter invasive og andre ikke?

onsdag 13 dec 17

Kontakt

Thomas Kiørboe
Professor
DTU Aqua
35 88 34 01

Kontakt

Med dræbergoplen som eksempel viser nyt studie, at stor biologisk variation i den oprindelige bestand er nøglen til succes som invasiv art

Med globaliseringen transporteres flere og flere arter rundt i verden, som blinde passagerer i skibenes store tanke med ballastvand. Der er formodentlig også sådan, at den invasive gople Mnemiopsis leidyi, kaldet dræbergoplen, er kommet til Europa fra Amerika. Det er dog kun en brøkdel af arter, som er i stand til at etablere sig nye steder – flertallet uddør hurtigt – men hvad er det, der afgør, hvilke arter der får succes i et nyt område, og hvilke der ikke gør? 

Den klassiske forklaring er, at invasive arter, der klarer sig godt, er meget tolerante overfor forskellige miljøforhold, og at de har et ukritisk fødevalg og en høj formeringsevne. Disse faktorer er imidlertid ikke nok til at bestemme, om en art har held med at etablere sig i et nyt område, siger DTU-forskerne bag en ny undersøgelse, som er offentliggjort i det førende internationale tidsskrift Global Change Biology. De føjer endnu et punkt til opskriften på en succesfuld invasiv art, nemlig stor biologisk variation i den oprindelige bestand. 

Forskerne bag studiet af Mnemiopsis-goplen viser, at dens succes som invasiv art hænger sammen med, at moderpopulationen ved den amerikanske østkyst har forskellige reproduktive strategier – i form af tidlig eller sen kønsmodning. Det giver arten en stor tilpasningsevne, når den udvandrer til andre områder. I hjemområdet klarer individer med de to strategier sig nogenlunde lige godt, men i de nye områder er det individer med tidlig kønsmodning, der har succes.  

"Indtil nu er det undervurderet, hvor meget det betyder for invasive arters succes, at der er en høj grad af variation i de reproduktive strategier i den oprindelige population", siger postdoc og førsteforfatter på artiklen Cornelia Jaspers, som nu er postdoc på GEOMAR i Kiel. 

Hermafroditter har et forspring

Dræbergoplen er hermafrodit og har allerede på den måde et forspring, når den skal etablere sig i nye områder sammenlignet med andre arter med kønnet formering. Kønnet formering forudsætter, at der er en vis tæthed af individer i et område, så hanner og hunner kan finde hinanden, men det er sjældent tilfældet for en indvandrende art i et nyt område, og så uddør den. 

En hermafrodit, derimod, er han og hun i samme individ og kan derfor befrugte sine egne æg – som dræbergoplen i øvrigt kan producere 10.000 af hver dag, hvis der er føde nok. 

"Disse såkaldte samtidige hermafroditter er yderst effektive organismer. Teoretisk set er ét dyr tilstrækkeligt til at etablere en ny bestand i et hidtil ikke-koloniseret område, hvis miljøforholdene er gode. Men vores resultater peger på, at det måske er mere afgørende for dræbergoplens succes i Europa, at den har et meget fleksibelt livsforløb, end at den er hermafrodit", siger professor Thomas Kiørboe, Center for Ocean Life ved DTU Aqua, som er medforfatter på artiklen i Global Change Biology.

Fleksibelt livsforløb er nøglen

"Vores undersøgelse viser, at den naturlige udvælgelse i etableringsfasen i et nyt område favoriserer de dyr, der kønsmodner tidligt og dermed sikrer en høj tilvækst. "
Postdoc Cornelia Jaspers

I Mnemiopsis-goplens naturlige habitat ved østkysten af Amerika ser man en stor variation i reproduktionsstrategierne: Nogle individer bliver kønsmodne tidligt, mens andre vokser sig store, inden de begynder at producere æg. Der er fordele og ulemper ved begge strategier. Gopler, der først kønsmodner, når de er store, kan lægge mange flere æg, men har til gengæld større risiko for at dø, inden de bliver kønsmodne. For de gopler, der kønsmodner tidligt, er det omvendt: Ulempen er, at de ikke lægger så mange æg, fordi de er små. Til gengæld er der større sandsynlighed for, at de faktisk når at komme i gang med at reproducere sig selv. 

De to reproduktionsstrategier er omtrent lige gode til at vedligeholde populationen i goplernes hjemområde, viser matematiske modeller, som forskerne bag studiet har udviklet. Men når en art skal indtage et nyt område, er strategien ”tidlig kønsmodning” en fordel.  

Den konklusion understøttes af resultater fra studiets felt- og laboratorieundersøgelser af uafhængige Mnemiopsis-populationer i både Nord- og Sydeuropa. Her har forskerne fundet, at dræbergoplen i gennemsnit vejer 100 gange mindre, når den begynder at reproducere sig selv i europæiske farvande, hvor den ikke er naturligt hjemmehørende, sammenlignet med de oprindelige artsfæller i Amerika. 

"Vores undersøgelse viser, at den naturlige udvælgelse i etableringsfasen i et nyt område favoriserer de dyr, der kønsmodner tidligt og dermed sikrer en høj tilvækst. Høje reproduktionsrater er ikke i sig selv nøglen til succes for invasive arter. Det afgørende er, at den oprindelige population har forskellige reproduktionsstrategier, så den bedst egnede kan slå igennem i de nye områder," forklarer Cornelia Jaspers.

Når invasionsprocessen udvælger de individer, der klarer sig bedst i de nye omgivelser, er konsekvensen, at den nye population bliver mere ensartet og ikke har den store variation, som kendetegner moderpopulationen. Det er også tilfældet med de dræbergopler, der er indvandret til Europa, viser studiet. 

Den videnskabelige artikel

Jaspers, C., L. Marty, and T. Kiørboe, 2017
Selection for life-history traits to maximize population growth in an invasive marine species
Global Change Biology
https://doi.org/10.1111/gcb.13955 

http://www.aqua.dtu.dk/nyheder/nyhed?id=A26E68FC-F89D-4EC0-836B-990BC65F7F95&utm_device=web&utm_source=RelatedNews&utm_campaign=Podcast-permafrost
18 JUNI 2018