Hitta hit:
T-bana: Universitetet
Frescativägen 40

Ordinarie öppettider:
Tisdag-söndag 10-18


  • Huvudmeny

Ekosystem och arthistoria

Dagens ekosystem är ett resultat av en evolutionär historia över miljontals år, driven av samspelet mellan jordens geologiska och biologiska processer. Den historiska utvecklingen av processer och mönster i ekosystemen studeras vid museet under forskningstemat "Ekosystem och arthistoria".

Fossil

Vår forskning bidrar till en ökad förståelse för ekosystemens uppkomst
och varför vissa ekosystem idag uppvisar en större mångfald än andra.

Temat "Ekosystem  och arthistoria" berör följande områden:

  • Historiska ekosystemprocesser och ekosystemmönster
  • Fossila växter och djur
  • Storskaliga utvecklingsmönster
  • Ekosystemprocesser i geologisk tid
  • Härledning av geners historia i tid och rum

Ett ekosystems känslighet för globala förändringar är inte bara ett resultat av processer i nutiden, utan också av historiska processer som verkat över längre tidsrymder. Ekosystemets genetiska sammansättning styr dess förmåga att svara på förändringar i samtiden.

Denna sammansättning är ett resultat av geologiska och biologiska processer i samverkan över mycket lång tid. Till exempel domineras den torranpassade växtligheten i Nord- och Sydamerika av medlemmar av kaktusfamiljen, medan liknande ekosystem i Afrika upptas dessa nischer av medlemmar av familjen euforbier. Eftersom kaktusar utvecklades sedan Amerika och Afrika skildes åt kunde de aldrig sprida sig över den afrikanska kontinenten.

Tid är en betydelsefull komponent i varje ekosystem, och förståelsen av tidens betydelse är lika viktig som förståelsen av ekosystemets dynamiska funktioner.

De moderna systemens utveckling på norra halvklotet

I tidig tertiär tid, 65-25 miljoner år före nutid, var växtligheten i Europa och norra halvklotet i allmänhet subtropisk till varmtempererad och därför betydligt mer homogen än idag. Men som ett resultat av globala förändringar utvecklades denna växtlighet till de ekosystem vi ser idag i form av medelhavssystem och tempererade system. Genom att studera arthistorien hos olika släkten som bok (Fagus), ek (Quercus), almar (Ulmaceae), lönn (Acer) och plataner (Platanus) ökar vi kunskapen om denna förändringsprocess.

För att rekonstruera släktskapet mellan olika arter använder vi en kombination av DNA och morfologiska karaktärer. Fossilt material kan användas för att bestämma åldern på olika linjer inom släkten och familjer samt uppkomsten av ekologiskt olika vegetationstyper.

Till exempel är de äldsta fossila arterna av lönn, från tidigt tertiär, närmast besläktade med de nu levande subtropiska arterna av lönn som i DNAstudier placeras basalt, medan ekologiskt avancerade småbladiga arter från Medelhavet uppträder som fossil först mycket senare.

Tillsammans med andra liknande exempel visar detta att Medelhavets ekosystem inte utvecklades förrän sent under tertiärtiden. De flesta subtropiska arterna av lönn har försvunnit från Europa. Dock finns en mindre antal arter kvar i sydvästra Europa och i Kaukasus, som var mindre påverkade av de stora kvartära glaciationerna.

Dessa arter förekommer i så kallade tertiärrefugier, som avspeglar tidigare epokers ekosystem.

Ekosystemens förändring över tiden

En andra ansats är att studera hela ekosystems förändringar över tiden. Ett bra exempel är vår forskning kring gräsekosystemens ursprung. Idag utgör gräsmarker omkring 40% av världens terrestra ekosystem. Men vår kunskap om hur och när dessa ekosystem uppkom är bristfällig. Gräsväxter har sitt ursprung i slutet av krittiden för omkring 70 miljoner år sedan, men de blev inte ekologiskt dominanta förrän i miocen.

Genom att studera fossila fytoliter, små korn av opal som utsöndras av en del växter och som är karaktäristiska för olika grästyper, kan vi dokumentera utvecklingen från skogiga till öppna gräsmarker. Detta ger oss direkta botaniska bevis för utvecklingen av gräsmarker.

Tidigare har studier av gräsmarkernas uppkomst baserats på uppkomsten av växtätare specialiserade på gräs. Den nya forskningen tyder på att dessa växtätare istället utvecklades flera miljoner år efter det att gräsmarker paleobotaniskt kan visas vara ett dominerande ekosystem.

Detta visar hur vår forskning kan bidra till kunskapen om hur nutida ekosystem uppkommit och om hur växter och djur samverkar evolutionärt i dessa ekosystem.

Människans ursprung och utveckling

Forskning om historiska processer och mångfaldsmönster är också av betydelse för hur enskilda arter påverkar och påverkas av ekosystemen. Det mest närliggande exemplet inom vår forskning rör människans första utvecklingssteg mot att bli en dominerande art på jorden. Här undersöks hur människans små, tvåbenta förfäder utvecklades från att vara ett viktigt byte för rovdjur till att bli betydande konkurrenter till dessa rovdjur.

Denna utvecklingsfas i människans historia hade, och har fortfarande, en avgörande betydelse för ekosystemens sammansättning. Ingående undersökningar av fossil av människor och rovdjur visar på ett ömsesidigt beroende och en ömsesidig anpassning under miljontals år.

Dessa kunskaper kompletteras med fylogeografiska studier, det vill säga molekylära studier av levande djur som visar hur gener förflyttat sig under den senaste årmiljonen.

Den tvärvetenskapliga forskning vi bedriver under temat "Ekosystem och arthistoria" ger kunskap om de mekanismer som styr ekosystemens funktioner idag. Morfologiska och molekylära studier av djur och växter kan, i kombination med studier av levande organismers utvecklingsbiologi och isotopstudier, spåra ekosystemprocesser bakåt i tiden.