Snelle opwarming van de aarde leidt tot afnemende biodiversiteit

De sneeuw smelt eerder op de noordpool. De zeespiegel stijgt. Warme gebieden ervaren extreme droogtes. Klimaatverandering veroorzaakt op veel plekken op aarde grote veranderingen in de lokale omgeving. Door de snelheid van deze veranderingen kunnen veel dieren en planten zich niet succesvol aanpassen aan het veranderende klimaat. Dit verhoogt de kans tot uitsterving voor veel dier- en plantensoorten.

Door Natalie van Dis, correspondent ecologie

Veel dieren en planten hebben zich aangepast om in een bepaald lokaal klimaat te leven. Waarom passen dieren en planten zich dan niet opnieuw aan nu het klimaat verandert? Dit heeft te maken met de snelheid van klimaatverandering. De planten en dieren die we vandaag de dag kennen, zijn gedurende miljoenen jaren gevormd. Dit in tegenstelling tot de opwarming van de aarde: die is in minder dan 150 jaar tijd met al minstens één graad opgewarmd.

Reageren op een veranderend klimaat

Planten en dieren reageren wel degelijk op klimaatverandering. Veel dieren zien hun leefgebied opschuiven. Wordt het bijvoorbeeld te heet dicht bij de evenaar? Dan verplaatsen dieren zich naar plekken verder weg, waar het minder warm is. Dit worden areale verschuivingen genoemd. Een andere reactie op klimaatverandering is de aanpassing van seizoens-timing van belangrijke gedragingen, zoals migratie of voortplanting. Toch reageren maar weinig soorten in voldoende mate op klimaatverandering.

De Amerikaanse haas: camouflage mismatch

Neem bijvoorbeeld de Amerikaanse haas, die in het noorden van Noord-Amerika woont. Deze haas is wit in de winter als er sneeuw ligt, maar wordt bruin in de lente als de sneew smelt. Op deze manier is de haas gecamoufleerd tegen roofdieren in zowel de winter als de zomer. Door klimaatverandering smelt de sneeuw steeds eerder. Dit leidt tot een mismatch: de haas is nu nog wit wanneer de sneeuw al weg is, en valt juist extra op (zie Afbeelding 1).

De hazen kunnen de snelheid waarmee ze van kleur veranderen – ook wel ruien genoemd – aanpassen. Hierdoor zullen ze een kortere periode opvallen wanneer de camouflage niet meer overeenkomt met de omgeving. Maar de hazen kunnen niet éérder beginnen met ruien. Een haas zal dus elk jaar rond dezelfde tijd beginnen met ruien, ongeacht de temperatuur. Hierdoor kunnen ze zich niet succesvol aanpassen aan het veranderende klimaat. Bij steeds eerder smeltende sneeuw, zal de mismatch van de haas met zijn omgeving daardoor steeds langer duren. Als deze mismatch groter wordt, kan dat leiden tot een sterke afname van de populatie.

Microevolutie

Wat de Amerikaanse haas dus nodig heeft, is wél eerder kunnen beginnen met ruien. Als sommige hazen eerder kunnen beginnen met ruien dan hun soortgenoten, dan kan evolutie plaatsvinden. Hiervoor moet het moment van ruien erfelijk zijn. De hazen die eerder beginnen met ruien zullen minder opvallen voor roofdieren. Deze hazen hebben dan meer kans om veel nakomelingen te krijgen. De nakomelingen hebben het moment van ruien geërfd, en zullen daardoor ook een grotere kans op overleving hebben. Zo komen er steeds meer individuen in de populatie die wel goed aangepast zijn op het veranderende klimaat. Deze kleine verandering binnen een populatie wordt microevolutie genoemd.

Maar om de snelheid van klimaatverandering bij te kunnen houden, moet microevolutie in zeer korte tijd plaatsvinden. Toch kost een kleine verandering in de populatie tijd. De mismatch van de Amerikaanse haas is nu al groot: veel hazen zijn nog compleet wit als de sneew gesmolten is (Afbeelding 1). Idealiter moet de snelheid van klimaatverandering daarom langzaam genoeg gaan als dieren en planten deze willen bijhouden.

Rupsen en koolmezen eerder uit hun ei

De Amerikaanse haas heeft het niet makkelijk met klimaatverandering. Andere diersoorten zijn beter af: bijvoorbeeld de koolmees. Door klimaatverandering komen rupsen steeds eerder uit hun ei. Ook legt de koolmees steeds eerder zijn eieren. Dit is belangrijk, want de jongen van de koolmees hebben de rupsen nodig als voedsel om op te groeien. De koolmees lijkt zich dus wel op korte termijn aan te passen aan het veranderende klimaat.

Toch heeft de koolmees een probleem. De rupsen en de koolmezen reageren niet allebei even sterk op klimaatverandering. Hierdoor onstaat er ook bij de koolmees een mismatch. De jongen van de koolmees komen steeds later uit hun ei ten opzichte van de rupsen-voedselpiek (zie Afbeelding 2). Hierdoor zullen ze minder rupsen te eten krijgen, waardoor ze minder kans hebben om te overleven. Ook dit kan op de lange termijn leiden tot een afname in populatiegrootte.

Langzame klimaatverandering nodig

Om zich succesvol aan te passen aan het veranderende klimaat moet bij dieren en planten microevolutie plaatsvinden. Dit is alleen niet zo makkelijk als het klinkt. Microevolutie is dan wel een kleine verandering in een populatie, toch moet klimaatverandering niet te snel gaan. Dieren en planten verschillen in de mate waarin ze zich kunnen aanpassen aan het veranderende klimaat. Bij een té snelle verandering kunnen veel soorten zich niet snel genoeg aanpassen. En dit is precies het probleem met klimaatverandering: de aarde warmt snel op. Het gevolg? Populaties worden kleiner, dieren en planten sterven uit en de biodiversiteit neemt af.

Bronmateriaal:

Durant, J. M., Hjermann, D., Ottersen, G., & Stenseth, N. C. (2007). Climate and the match or mismatch between predator requirements and resource availability. Climate Research, 33(3), 271–283. https://doi.org/10.3354/cr033271

Gienapp, P., Reed, T. E., & Visser, M. E. (2014). Why climate change will invariably alter selection pressures on phenology. Proc. R. Soc. B, 281. https://doi.org/10.1098/rspb.2014.1611

Mills, L. S., Zimova, M., Oyler, J., Running, S., Abatzoglou, J. T., & Lukacsa, P. M. (2013). Camouflage mismatch in seasonal coat color due to decreased snow duration. PNAS, 110(18), 7360–7365. https://doi.org/10.1073/pnas.1310664110