Livet på toppen av verden

Høyt over tregrensa finnes en verden som er rik på planter, pattedyr, kypdyr og fugler. De har overlevd og tilpasset seg svært krevende forhold, og sammen utgjør de et helt unikt økosystem. I en ny studie publisert i Nature Communications har Lotta Schultz sett på artsmangfoldet i alpine områder. Områder overraskende fulle av liv. 

– Jeg vokste opp i de østerrikske alpene, litt vest for Innsbruck, forteller hun. 

– Så fjell har alltid vært en viktig del av livet mitt. Jeg har alltid vært fascinert av dem. 

Etter å ha tatt en mastergrad i økologi ved Universitetet i Wien, tok Schultz det hun selv beskriver som en «omvei» innom marin økologi. Det tok imidlertid ikke lang tid før hun innså hvor lidenskapen egentlig lå.

– Jeg var for langt unna fjellene, sier hun med et smil.

– Selv på fritiden vil jeg bare være ute og vandre opp i fjellet.

Denne lidenskapen førte henne etter hvert til Norge, der hun ble en del av Universitetet i Bergen og Bjerknessenteret gjennom forskningsgruppen Mountains in Motion, ledet av Suzette Flantua. Gruppen studerer fjell som dynamiske deler av jordsystemet, formet av klimaendringer, forskyvninger i skoggrensen og isbreer som vokser og trekker seg tilbake.

Målet er å forstå hvordan disse endringene påvirker livet i alpine økosystemer. Men før de kunne svare på det, måtte de forstå hvordan dyre- og plantelivet faktisk ser ut på tvers av verdens fjellområder.

– Før vi kan studere hvordan det alpine artsmangfoldet endrer seg, må vi ha data som beskriver den, forklarer Schultz.

Fjell er "hotspots" for liv

Selv om det alpine biomet bare dekker rundt tre prosent av jordens landoverflate, fant Schultz og kollegene hennes at det inneholder 7,8 prosent av alle virveldyrarter over hele verden. Mer enn ti prosent av verdens fugle- og pattedyrarter finnes i alpine miljøer.

– Fjellområder generelt er hotspots for biologisk mangfold, sier Schultz.

– Men det finnes egne hotspots innenfor de alpine økosystemene. Noen fjellregioner har et svært rikt artsmangfold, mens andre har langt færre arter.

Det tydeligste eksemplet finner vi i de tropiske Andesfjellene i Sør-Amerika, som utpeker seg som en av verdens viktigste hotspots for alpint artsmangfold. Til sammenligning har fjellsystemer som Alpene og de skandinaviske fjellene færre arter sett i forhold til størrelsen.

Det som overrasket Schultz mest, var ikke det store artsmangfoldet i seg selv, men hvor forskjellige hver fjellkjede viste seg å være.

– Jeg trodde vi ville se et tydeligere globalt mønster, sier hun.

– I stedet fremsto hver fjellkjede som unik. I én region finner du høyt spesialiserte fuglearter, i en annen spesialiserte pattedyr. Det biologiske mangfoldet i hvert enkelt fjellsystem forteller sin egen historie.

Spesialister i høyfjellet

Den alpine sonen begynner over tregrensen, der forholdene blir for krevende for at trær kan overleve.

– Et fjell består av flere ulike livssoner, forklarer Schultz.

– Når du beveger deg oppover et fjell blir trærne lavere og står mer spredt, og til slutt forsvinner de helt. Det er dette vi kaller den alpine sonen.

Studien skiller mellom arter som av og til oppholder seg i alpine områder, og arter som er ekte alpine spesialister. Mens noen arter kan leve og trives over et stort høydespenn, er andre helt avhengige av områder over tregrensen. Disse spesialistene er ofte særlig sårbare fordi de ikke har noe høyere terreng å trekke opp til når forholdene endrer seg.

– Noen arter lever i fjellskogen, men bruker også den alpine sonen, for eksempel i forbindelse med hekking, sier Schultz.

– Andre er langt sterkere knyttet til den alpine sonen. Et eksempel er fjellrype, en karakteristisk høyfjellsfugl som lever over tregrensen, også i norske fjellområder.

Ifølge studien kan 360 virveldyrarter regnes som alpine spesialister. Hele 91 % av disse artene finnes bare i én enkelt fjellkjede. Dette viser hvor begrenset utbredelsen til mange alpine arter er, og hvor forskjellig ett alpint biome kan være fra et annet.

Øyer i skyene

Hvorfor finnes det så mange unike arter i høyfjellet? En del av forklaringen kan være at fjellområder fungerer på mange av de samme måtene som øyer i havet.

Siden fjelltoppene er adskilt av daler, skoger og lavland, blir bestandene isolert fra hverandre. Over lange tidsperioder kan denne isolasjonen drive evolusjonen fremover og føre til at nye arter oppstår.

– Alpine økosystemer blir av og til omtalt som «øyer i skyene», sier Schultz.

På samme måte som stigende og synkende havnivå kan knytte sammen eller skille havøyer fra hverandre, har skiftende klima gjentatte ganger samlet og skilt alpine leveområder fra hverandre. Under kalde perioder brer isbreene seg ut, mens skogen trekker oppover i terrenget når klimaet blir varmere. Resultatet er at alpine leveområder enten kobles sammen eller deles opp. Dette har skjedd gjentatte ganger gjennom tusenvis av år i fjellområder over hele verden.

– Dyregrupper som på ett tidspunkt lever sammen, kan senere bli skilt fra hverandre, forklarer Schultz.

– Det kan sette i gang en rekke økologiske og evolusjonære prosesser som etter tid kan føre til at nye arter oppstår.

Forskere omtaler av og til disse stadig skiftende landskapene som en «motor for biologisk mangfold». Når bestander vekselvis kommer i kontakt med hverandre og blir isolert, og ulike artssamfunn blandes, skapes det nye muligheter for evolusjon. Over tid bidrar dette til det rike mangfoldet av arter vi finner i verdens fjellområder i dag.

Et globalt nettverk for fjellforskning

For å forstå artsmangfoldet i alpine områder på global skala, var det nødvendig med en global forskningsinnsats. Selv om det finnes data fra mange fjellområder rundt om i verden, er disse ofte samlet inn på ulike måter og lagret i separate databaser. Det gjør de store sammenligningene krevende.

– Det finnes faktisk mye data om biologisk mangfold i alpine områder, sier Schultz. Men de fleste datasettene er regionale og kommer ofte i svært ulike formater.

– Man har kanskje detaljerte data for spesifikke regioner, men for vår studie måtte vi zoome ut og bruke data i større skala, samlet i et mest mulig ensartet format på tvers av mange ulike fjellområder.

For å bygge datasettet som ligger til grunn for studien, kombinerte Schultz informasjon fra globale databaser for biologisk mangfold, vitenskapelig litteratur og romlige analyser. Forskergruppen samarbeidet også med Global Mountain Biodiversity Assessment, et verdensomspennende nettverk av fjellforskere, som bidro til å kvalitetssikre de sammenstilte dataene.

– Det ble mange e-poster fram og tilbake, forteller Schultz.

– Men det var også en veldig fin opplevelse. Det var mange motiverte mennesker som var villige til å hjelpe og bidra med sin kunnskap og ekspertise.

Mer enn 30 eksperter deltok i gjennomgangen av dataene og ble medforfattere på den vitenskapelige artikkelen. For Schultz var den internasjonale erfaringsutvekslingen en av de mest givende delene av prosjektet.

– Det viste meg hvor viktig globalt samarbeid er i forskning, sier hun.

Menneskelig påvirkning

De samme prosessene som tidligere har formet det biologiske mangfoldet i alpine områder, blir nå forsterket av klimaendringene. Etter hvert som temperaturen stiger, mister arter som er tilpasset kalde forhold leveområder. Trær beveger seg oppover, mens arter fra lavere høydelag flytter inn i alpine områder og konkurrerer med etablerte samfunn. Men klimaendringer er bare en del av historien.

– Vi har klimaendringer, ja, men vi har også menneskelig påvirkning, sier Schultz.

– Og det spiller en svært viktig rolle i fjellområder rundt om i verden.

I Alpene, der Schultz vokste opp, har hun sett disse endringene på nært hold. Infrastruktur for turisme bygges stadig mer ut i landskapet, samtidig som teknologiske fremskritt gjør det mulig å drive jordbruk høyere opp i fjellsidene enn tidligere.

– De små stiene jeg kjente da jeg var yngre har blitt til store grusveier, sier hun.

– Maskiner kan nå komme fram til steder som det ville vært umulig å nå for bare et tiår eller så siden.

Å finne balansen mellom naturvern og menneskelige behov er sjelden enkelt. Tradisjonelt jordbruk i høyfjellet har eksistert i århundrer og er fortsatt en viktig del av den lokale kulturen og økonomien.

Samtidig mener Schultz at mennesker må få oppleve fjellområdene for å sette pris på dem.

– Hvis man ønsker å beskytte noe, må folk se verdien av det, sier hun.

– De må se naturen, plantene og dyrene for å forstå hvorfor disse økosystemene er viktige.

Historien begynner over tregrensen

For Schultz er kanskje det mest interessante ved alpine økosystemer hvor mye liv som trives på steder mange oppfatter som golde og karrige. I Himalaya, Andesfjellene, Alpene og fjellområdene i Norge har svært ulike samfunn av planter og dyr utviklet seg under lignende miljøforhold.

– Det er ikke det enkleste stedet å leve, sier hun.

– Men disse artene er der fortsatt. De er utrolig robuste.

Robust betyr imidlertid ikke usårbar. Etter hvert som klimaendringer og menneskelig aktivitet fortsetter å omforme fjellandskapene, blir det stadig viktigere å forstå både utbredelsen av det alpine artsmangfoldet og hva som gjør det så unikt.

Det nye globale datasettet som Schultz og hennes samarbeidspartnere har utviklet, gir et viktig grunnlag for dette arbeidet. Det avdekker en verden av ekstraordinært mangfold over tregrensen, der hver fjellkjede forteller sin egen evolusjonære historie.

– Det er fascinerende hvor mye liv som finnes på toppen av fjellene, sier Schultz.

– Du kommer til tregrensen, og så begynner historien.

Lottas arbeid har vært mulig takket være støtte fra Trond Mohn stiftelse og Universitetet i Bergen, gjennom et oppstartsstipend tildelt Suzette Flantua.