Fjærdrakt, jakt og genetisk variasjon hos ryper
Lov på eksamen
- Kalkulator
- CAS
- Graftegner og regneark
- Lærebok, formelsamling og egne notater
Ikke åpent internett, kommunikasjon med andre eller kunstig intelligens.
Kan den løses uten PC?
Alle deloppgavene kan løses uten PC.
Fra 2027 er det bare kalkulator og skriftlige hjelpemidler på del 2. Vurderingen er gjort med KI og kan inneholde feil.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Lirype (Lagopus lagopus) har ulik sommer- og vinterfjærdrakt (se bildene nedenfor), og skiftet av fjærdrakt er genetisk bestemt.
Forklar hvorfor det er en fordel for lirypa at den skifter fjærdrakt to ganger i året.
Beskriv mulige endringer av fjærdrakten til lirypa dersom klimaendringer gir høyere vintertemperaturer.
Skotsk lirype (Lagopus lagopus subsp. scotica), som har brun fjærdrakt hele året, er en underart av lirype. Forskjellene i fjærdrakt mellom lirype og skotsk lirype er genetisk bestemt.
Anta at baserekkefølgen i genet, som gir det brune fargestoffet i fjærdrakten, er identisk hos alle ryper. Gi en mulig forklaring på hvorfor lirype og skotsk lirype likevel har ulik fjærfarge om vinteren.
I Norge er det rypejakt om høsten. Én hypotese er at høstjakt ikke påvirker mengden rype neste vår. Figur 3 illustrerer denne hypotesen.
Forklar hvorfor det blir antatt at høstjakt ikke påvirker mengden rype neste vår.
Fjellrype (Lagopus muta) finnes på Island og på Svalbard. Figuren nedenfor beskriver et næringsnett og tettheten av ryper (antall ryper per km²) for hvert område over tid.
Bruk figur 4 til å sammenligne endringer i rypetettheten på Island og på Svalbard fra år 2000 og fram til i dag. Beskriv hovedforskjellene du finner. Bruk kunnskapen du har, til å forklare hvorfor vi observerer disse hovedforskjellene.
Fjellrype finnes også på fastlandet i Norge, hvor den hovedsakelig lever over tregrensa. Noen populasjoner lever i store og sammenhengende høyfjellsområder, mens andre populasjoner lever i mindre og mer isolerte høyfjellsområder. Forskere sammenlignet den genetiske variasjonen i fjellrypepopulasjoner fra to ulike høyfjellsområder. Figuren nedenfor beskriver resultatet.
Beskriv forskjellen i genetisk variasjon mellom fjellrypepopulasjonene i figur 5. Bruk figuren når du svarer. Forklar hvorfor det er forskjell mellom områdene.
Fasit
1) Kamuflasje: hvit fjærdrakt i snøen om vinteren og brun på bar mark om sommeren gjør lirypa vanskeligere å oppdage for rovdyr.
Med kortere snøsesong vil naturlig seleksjon over mange generasjoner kunne gi seinere skifte til vinterdrakt, tidligere skifte til sommerdrakt eller mindre hvit vinterdrakt.
Genet reguleres ulikt. Hos lirype blir genet slått av om høsten, hos skotsk lirype er det aktivt hele året, for eksempel på grunn av forskjeller i promotor, transkripsjonsfaktorer eller metylering.
Kompenserende dødelighet: vinteren gir tetthetsavhengig dødelighet. Uten jakt dør flere om vinteren, så rypene som skytes, er stort sett individer som ellers ville dødd.
Island har høyere tetthet og store, gjentatte svingninger. Svalbard har lav tetthet med mindre og uregelmessige svingninger. Jaktfalk er en spesialisert predator på Island, mens predatorene på Svalbard har andre byttedyr.
Den genetiske variasjonen mellom populasjonene er omtrent 2,5 ganger så stor i isolerte som i sammenhengende fjellområder. Lite genflyt og mer genetisk drift gjør at isolerte populasjoner blir ulike.
LøsningsforslagKI-generert
Lirypa er et byttedyr for blant annet rødrev, fjellrev og rovfugler. Om vinteren er den hvit og går i ett med snøen. Om sommeren er den brun og spraglete og går i ett med vegetasjonen. Riktig farge gir kamuflasje året rundt.
Individer som er godt kamuflert, blir sjeldnere tatt av predatorer. De overlever og får flere avkom. Naturlig seleksjon har derfor ført til at skiftet av fjærdrakt følger årstidene.
Høyere vintertemperaturer gir kortere periode med snø. Lirypa vil da være hvit en del av tiden når marken er bar. Da blir den lett å se og tas oftere av predatorer.
Skiftet av fjærdrakt er genetisk bestemt og styres i stor grad av daglengden. Det vil derfor ikke endre seg direkte fordi det blir varmere. Hvis det finnes genetisk variasjon, vil individer som skifter til vinterdrakt seinere om høsten og til sommerdrakt tidligere om våren, overleve bedre. Over mange generasjoner kan populasjonen få kortere periode med hvit fjærdrakt, eller en vinterdrakt som er mindre hvit.
Genet har samme baserekkefølge, men det kan reguleres ulikt. Det avgjør om fargestoffet lages.
Hos lirype blir genet slått av om høsten. Da blir det ikke transkribert, det lages ikke brunt fargestoff, og de nye fjærene blir hvite. Hos skotsk lirype blir genet ikke slått av, så fjærene blir brune også om vinteren.
Forskjellen er genetisk, så den kan ligge i DNA som regulerer genet. Eksempler er:
- ulik baserekkefølge i promotoren eller andre regulatoriske sekvenser, slik at transkripsjonsfaktorer binder ulikt
- ulike alleler for gener som koder for transkripsjonsfaktorer eller for proteiner som registrerer daglengden
Genet kan også bli slått av epigenetisk, for eksempel ved metylering av promotoren om høsten hos lirype.
Figuren viser at rypebestanden er like stor i begge områdene om høsten. Etter jakten er bestanden lavere i området med jakt. Neste vår er bestanden likevel like stor i begge områdene, og lavere enn om høsten.
Forklaringen er at dødeligheten om vinteren er tetthetsavhengig. Vinteren gir en bæreevne, fordi det er begrenset med mat, skjul og gode leveområder. Flere ryper om høsten gir sterkere konkurranse, og flere dør av sult, sykdom og predasjon, eller flytter ut av området.
I området uten jakt dør derfor flere ryper i løpet av vinteren. I området med jakt er det færre ryper igjen, så de som er igjen, har mer ressurser og overlever bedre. Jakten fjerner i hovedsak individer som uansett ville dødd. Dette kalles kompenserende dødelighet.
Hypotesen gjelder bare så lenge jakten tar færre ryper enn det som ellers ville dødd om vinteren.
Hovedforskjeller:
- Tetthet: På Island varierer tettheten mellom om lag 4 og 16 ryper per km². På Svalbard varierer den mellom om lag 1,3 og 4,8 ryper per km².
- Svingninger: På Island er det store, gjentatte svingninger med topper rundt 2002–2003, 2009, 2013 og 2016. Fra 2000 til 2003 ble tettheten omtrent firedoblet. På Svalbard er svingningene mindre og uregelmessige fra år til år, uten et tydelig mønster.
Forklaring: Næringsnettet på Island har jaktfalk, som i næringsnettet bare har fjellrype som føde. Jaktfalken er en spesialisert predator. Når det blir mange ryper, får falkene mye mat og øker i antall etter en tid. Da tar de mange ryper, og rypebestanden synker. Deretter får falkene lite mat og går tilbake, og rypene kan øke igjen. Dette gir gjentatte predator–byttedyr-sykluser.
På Svalbard finnes ikke jaktfalk. Fjellrev og måker og joer har også gjess, rein og den marine næringskjeden som føde. Bestandene deres avhenger derfor lite av rypene, og de følger ikke rypebestanden. Svingningene på Svalbard skyldes trolig mest tetthetsuavhengige faktorer som vær og snøforhold. Den lave tettheten henger trolig sammen med høyarktisk klima med kort vekstsesong og lite plantemat.
Figuren viser genetisk variasjon mellom populasjoner, altså hvor ulike populasjonene er genetisk. For populasjoner fra store, sammenhengende fjellområder er verdien 1. For populasjoner fra mindre, isolerte fjellområder er den omtrent 2,5. Isolerte populasjoner er altså omtrent 2,5 ganger så ulike hverandre.
I store, sammenhengende fjellområder kan rypene lett flytte mellom populasjonene. Det gir genflyt. Alleler blandes, og allelfrekvensene blir omtrent like i populasjonene.
Isolerte fjellområder er skilt av skog og lavland, så det blir lite genflyt. Populasjonene er også små. I små populasjoner gir genetisk drift store, tilfeldige endringer i allelfrekvensene, og alleler kan gå tapt. Små grunnleggerpopulasjoner kan dessuten ha hatt andre allelfrekvenser fra starten (grunnleggereffekt). Driften går i ulike retninger i hver populasjon, så populasjonene blir mer ulike hverandre.
Hver isolert populasjon får derimot trolig mindre genetisk variasjon innad.