Rein og brunrotter på Sør-Georgia
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.
Sør-Georgia er en antarktisk øy med sparsom vegetasjon. Havområdet rundt øya har blitt brukt til hvalfangst. I 1911 innførte norske hvalfangere ti rein til Sør-Georgia. Det var ingen rein på øya fra før, og de innførte dyrene hadde god tilgang på mat og vann. På øya var det ingen rovdyr som levde av rein.
Et formål med å sette ut rein var å sikre et variert kosthold for hvalfangerne. Så lenge hvalfangsten pågikk, ble bestanden regulert ved jakt. Etter at jakten tok slutt på 1970-tallet, økte antallet rein sterkt.
Anta at cirka 800 rein levde på øya i 1975. Bestanden utgjorde ved slutten av 2013 cirka 6000 rein.
Undersøkelser viste at reinen etter hvert hadde en negativ effekt på plante- og dyrelivet på øya, og dermed utgjorde dyrene et problem for hele økosystemet på Sør-Georgia. Myndighetene bestemte at reinen skulle fjernes, og i løpet av 2013–14 ble hele populasjonen skutt.
Skisser en vekstkurve som viser populasjonsstørrelsen hos rein på Sør-Georgia fra innføringen i 1911 til 2015. Forklar kurven.
Sørgeorgiapiplerke er en art som bare finnes på Sør-Georgia. Den bygger reir av tørket gress på bakken, og lever av insekter og smådyr i fjæra.
Forklar hvorfor det finnes lokale (stedegne) arter på øyer, slik som sørgeorgiapiplerken på Sør-Georgia.
Brunrotter er en annen art som ikke fantes på øya, men som kom med skipene til hvalfangerne. Rottene har i likhet med reinen blitt et problem for økosystemet. For eksempel er sørgeorgiapiplerken utrydningstruet på grunn av rottene.
Figur 4 viser deler av et næringsnett på Sør-Georgia.
Ta utgangspunkt i næringsnettet over, og diskuter hvordan brunrotter kan påvirke populasjonsstørrelsen hos sørlig polar-jo.
Myndighetene har bestemt at rottene skal utryddes. For å utrydde rottene blir det lagt ut korn med rottegift som inneholder stoffer som brytes langsomt ned i naturen.
Tenk deg at forskere senere måler konsentrasjonen av rottegift i fettet hos kjempepetreller i området. Selv om noen av fuglene ikke har spist døde rotter, viser målingene høy konsentrasjon av rottegift i disse fuglene også. Gi en biologisk forklaring på det forskerne observerer.
Fasit
Langsom start fra ti dyr i 1911, deretter rask, tilnærmet eksponentiell vekst fordi det var rikelig med mat og ingen rovdyr. Jakten holdt bestanden på et lavt og nokså stabilt nivå så lenge hvalfangsten pågikk. Etter at jakten tok slutt på 1970-tallet, vokste bestanden fra omtrent 800 dyr i 1975 til omtrent 6000 i 2013. I 2013–14 ble hele bestanden skutt, og kurven faller bratt til null. Se skissen i løsningsforslaget.
Øya ble kolonisert av noen få individer, og den er så isolert at det nesten ikke er genflyt til opphavspopulasjonen. Grunnleggereffekt, genetisk drift, nye mutasjoner og et annet seleksjonspress gjorde øypopulasjonen mer og mer ulik, til den ble en egen art (allopatrisk artsdannelse).
Rottene spiser virvelløse smådyr, som er en viktig matkilde for sørlig polar-jo. Konkurransen om maten kan gi færre joer. Samtidig er døde rotter åtsel for joen, altså en ny matkilde som kan gi flere joer. Hvilken effekt som blir størst, avhenger av hvor hardt rottene beskatter smådyrene.
Rottegiften brytes langsomt ned og lagres i fettvevet. Den blir tatt opp av alle dyr som spiser kornet eller dyr som har spist kornet, og konsentrasjonen øker oppover i næringskjeden (oppkonsentrering/biomagnifisering). Kjempepetrellen er på toppen av næringsnettet og spiser blant annet fisk, død rein og døde joer, og får derfor i seg mye gift selv uten å spise døde rotter.
LøsningsforslagKI-generert

I 1911 ble det satt ut bare ti dyr. Med så få individer er det få som kan få kalv, og kurven stiger langsomt de første årene. Dette er lagfasen.
Etter hvert som flere dyr kommer til, øker veksten raskt. Dyrene hadde god tilgang på mat og vann, det fantes ingen rovdyr som tok rein, og ingen konkurrenter eller sykdommer var tilpasset arten. Miljømotstanden var altså liten, og bestanden vokste tilnærmet eksponentielt. Kurven blir brattere og brattere, fordi jo flere dyr det er, jo flere kalver blir født hvert år.
Så lenge hvalfangsten pågikk, ble bestanden regulert ved jakt. Jakten fjernet dyr hvert år og hindret videre vekst, så kurven flater ut og svinger rundt et nokså stabilt nivå i denne perioden. Her er det mennesker, ikke naturlige faktorer, som begrenser bestanden.
Da jakten tok slutt på 1970-tallet, forsvant denne begrensningen. Fra omtrent 800 dyr i 1975 vokste bestanden til omtrent 6000 dyr i 2013. Bestanden ble altså mer enn sjudoblet på under 40 år, og kurven stiger bratt igjen.
Sør-Georgia har sparsom vegetasjon, så bæreevnen er lav. Beitepresset ble for stort, og reinen skadet både plante- og dyrelivet. Uten inngrep ville kurven før eller siden flatet ut eller falt på grunn av matmangel. Det rakk ikke å skje: i 2013–14 ble hele populasjonen skutt, og kurven faller bratt til null og blir liggende der.
Sør-Georgia ligger langt fra andre landområder. En gang kom noen få fugler til øya, for eksempel med vinden under en storm. Disse individene ble opphavet til en ny populasjon.
De få grunnleggerne hadde bare en liten del av den genetiske variasjonen i opphavspopulasjonen. Denne grunnleggereffekten gjorde at øypopulasjonen straks var litt annerledes. Etterpå fortsatte populasjonen å endre seg, av tre grunner. For det første er populasjonen liten, så allelfrekvensene endrer seg mye ved tilfeldig genetisk drift. For det andre oppstår det nye mutasjoner, og de blir ikke de samme på øya som på fastlandet. For det tredje er miljøet på øya annerledes: andre byttedyr, andre rovdyr, annet klima og andre hekkeplasser. Naturlig seleksjon favoriserer derfor andre egenskaper. Sørgeorgiapiplerken hekker for eksempel på bakken, noe som går bra på en øy uten rovpattedyr.
Det avgjørende er at havet er en effektiv barriere. Det er nesten ingen genflyt mellom øypopulasjonen og opphavspopulasjonen, så forskjellene blir ikke utjevnet. Over lang tid blir populasjonene så ulike at de ikke lenger kan få fruktbart avkom sammen. Da er det blitt to arter. Slik artsdannelse gjennom geografisk atskillelse kalles allopatrisk artsdannelse, og den er grunnen til at isolerte øyer har mange stedegne (endemiske) arter.
Av næringsnettet ser vi at sørlig polar-jo spiser virvelløse smådyr og fisk, og i tillegg døde rotter som åtsel. Brunrotta spiser gress, urter og frø, virvelløse smådyr og sørgeorgiapiplerke.
Rottene kan virke negativt på joen. Rotte og jo spiser begge virvelløse smådyr, så de er konkurrenter om den samme maten. Rottene er mange og formerer seg raskt, og de kan derfor spise opp en stor del av smådyrene. Får joen mindre mat, kan færre unger vokse opp, og populasjonen kan gå ned. Rottene spiser dessuten egg og unger av bakkehekkende fugler, og selv om det ikke er tegnet en pil fra jo til rotte i næringsnettet, hekker joen også på bakken.
Rottene kan også virke positivt. Døde rotter er åtsel, og pilen med korte streker viser at joen spiser dem. Rottene er altså en ny og stabil matkilde. I tillegg kan færre sørgeorgiapiplerker bety at det blir flere virvelløse smådyr igjen til joen, siden piplerken lever av de samme smådyrene.
Hvilken virkning som blir størst, kommer an på hvor hardt rottene beskatter smådyrene, og på hvor mye åtsel som er tilgjengelig. Blir konkurransen om smådyrene sterk, går joebestanden mest sannsynlig ned. Blir rottene først og fremst en matkilde, kan bestanden øke. Et viktig poeng er at effekten også virker den andre veien: utrydder vi rottene, mister joen åtselet, og bestanden kan gå midlertidig ned selv om tiltaket er bra for økosystemet ellers.
Rottegiften inneholder stoffer som brytes langsomt ned i naturen, og de lagrer seg i fettvevet hos dyr. Slike stoffer blir tatt opp raskere enn de blir skilt ut, så konsentrasjonen i kroppen øker gjennom hele livet til dyret. Det kalles oppkonsentrering, eller bioakkumulering.
Giftkornet blir ikke bare spist av rotter. Virvelløse smådyr spiser både planterester og døde rotter, og kan få i seg gift begge veier. Giften kommer derfor inn i næringsnettet på flere steder samtidig.
Når et rovdyr spiser mange byttedyr som hver inneholder litt gift, samler giften seg opp i rovdyret. På hvert trinn i næringskjeden blir konsentrasjonen høyere, fordi det trengs mye føde for å bygge opp litt ny kroppsmasse. Dette kalles biomagnifisering.
Kjempepetrellen står øverst i næringsnettet. Den spiser fisk, død rein og døde sørlige polar-joer, og joene har selv spist både smådyr og fisk med gift i seg. Petrellen får dermed i seg gift fra mange ledd nedenfor, og siden den er en stor og langlivet fugl, rekker konsentrasjonen i fettet å bli høy. Derfor finner forskerne mye rottegift også i fugler som aldri har spist en død rotte.