Ekosystem

Olika platser på jorden erbjuder varierade villkor för växt- och djurliv. Klimatet spelar en avgörande roll, men även faktorer som jordtäckets tjocklek och markens näringsmängd påverkar hur ekosystemet utvecklas på en plats.

Världens biom

Variationen mellan ekosystem är stor och för att få någon ordning har man infört begreppet biom. Ett biom är ett slags huvudekosystem som utmärks av en viss typ av vegetation och liknande djurliv. Man kan urskilja ett tiotal huvudbiom. Samma biom kan förekomma i olika världsdelar. Även om arterna är olika kan man se samma typ av anpassningar. Havet är det största biomet och täcker 71% av jordytan. Biomen täcker stora områden och vilket biom som utvecklas på en plats beror framför allt av klimatet. Med klimat menas variationer i temperatur, nederbördsmängd samt förekomst av årstidsväxlingar. På våra breddgrader innebär årstiderna en växling mellan kallt och varmt. I andra delar av världen kan det handla om torrperiod och regnperiod medan temperaturen varierar mindre. Det finns även regioner som har ungefär samma temperatur och nederbörd året om. Klimatet på jorden kan delas in i fyra zoner.

Tropisk zon: Alla månader har en medeltemperatur över 15°C och frost förekommer inte. Tropik betyder vändkrets. Tropiskt klimat finns mellan vändkretsarna.

Subtropisk zon: Den kallaste månadens medeltemperatur är mellan 6°C och 18°C.

Tempererad zon: Varmaste månaden har en medeltemperatur mellan 10°C och 20°C. Ordet tempererat kommer av ett ord med betydelsen "blandning".

Polar zon: Varmaste månaden har en medeltemperatur under 10°C.

Solinstrålning och breddgrad

Antag att en kvadrat av solstrålning träffar jorden vid ekvatorn med en yta på 1 km2. I södra Sverige, vid 55° nordlig bredd, sprids samma strålningsmängd ut över 2 km2. Solenergin driver alla ekosystem på jorden. Produktionen på olika breddgrader varierar delvis som en följd av olika mängd solenergi. Den andra viktiga faktorn är nederbörden som ofta är låg i områden nära vändkretsarna.

Biom i Afrika och Europa

Afrika och Europa innehåller de flesta av världens biom.

Tropisk skog

Monsunskog, mangroveskog och tropisk regnskog finns alla inom den tropiska klimatzonen och kallas gemensamt för tropiska skogar. Nära ekvatorn finns de tropiska regnskogarna som har ungefär samma förhållanden under hela året. Längre från ekvatorn är årstidsväxlingarna märkbara, vilket ger skogarna en annan karaktär. På många platser inom den tropiska zonen finns årstidsväxling i form av torrtid och regntid.

Tropisk regnskog är det mest artrika biomet på jorden. Solens intensiva instrålning ger hög temperatur och luftfuktigheten är hög under hela året. Det regnar i stort sett varje dag. Detta är ett ekosystem där solljus och vatten finns i överflöd. Det som begränsar tillväxten är ofta tillgången på näringsämnen. Regnskogarna har haft liknande klimat under miljontals år. Evolutionen har pågått ostörd under så lång tid att en mångfald av olika arter kunnat utvecklas. På en yta av en hektar (100 x 100 meter) kan det finnas mer än 50 arter av träd. Konkurrensen om ljus leder till att höga träd är vanliga och det finns gott om epifyter, arter som växer på andra. Många orkidéer är epifyter och klarar sig utan jord. Den djurgrupp som förekommer rikligast är insekter och andra leddjur. Vi kan bara uppskatta hur många arter som finns eftersom nya upptäcks hela tiden. Producenterna är huvudsakligen träd och konsumenterna livnär sig av löv, nektar, frukt, frön och nötter. Träden lockar till sig djuren med färgglada blommor och smakliga frukter eftersom de behöver hjälp med spridningen av pollen och frön. Specialiseringen är ibland långt driven. En biolog kan ofta avgöra om en viss blomma är anpassad för att pollineras av en fladdermus, en fjäril eller en fluga. Eftersom mycket av maten finns högt upp i träden har många djur utvecklats till skickliga klättrare. Som exempel kan nämnas de fruktätande gibbonerna som sällan befinner sig på marken.

Savann

Savanner är vidsträckta slätter med tropiskt klimat. Under fyra till fem månader är det torrperiod. Nästan allt regn faller under regnperioden. I torra savannområden är regnet oberäkneligt och kan vissa år utebli helt. Mest utvecklade är savanner i Sydamerika söder om Amazonas och i Afrika.

Träd och buskar förekommer i viss mån. Bränder inträffar regelbundet under torrperioden och bidrar till att hålla nere antalet träd. Vegetationen består till största delen av ett stort antal arter av gräs som tål torka bättre än träd. Gräs klarar av betande djur genom att tillväxten inte sker från toppen av växten utan från en zon nära marken. Det är denna egenskap som gör gräsmattor möjliga. Djurlivet domineras av gräsätare som har specialiserat sig på olika typer av gräs. Specialiseringen minskar konkurrensen och gör att fler arter kan samexistera. Välkända arter på den afrikanska savannen är lejon, elefant, zebra och gnu. På den öppna slätten syns djuren på långt håll. Bristen på gömställen gör att snabbhet är viktigt för både rovdjur och bytesdjur. Världens snabbaste löpare, geparden, finns på savannen. Den kan komma upp i hastigheten 100 km/h, men är inte uthållig och förföljer aldrig bytet mer än 200 meter.

Öken

Ökenområden förekommer från varma trakter till områden där stark kyla kan uppstå. Öknar är torra, antingen beroende på att nederbörden är låg eller på att hög temperatur leder till hög avdunstning. Regnet kommer ofta med ojämna mellanrum. Norr om den afrikanska savannen finns jordens största öken, Sahara. I Sahara kan temperaturen ibland närma sig +60°C i skuggan. Den torra luften och avsaknaden av moln gör att skillnaden i temperatur mellan dag och natt är stor. Öknar är vanliga vid vändkretsarna där nederbörden oftast är låg. Mindre ökenområden finns i regioner som ligger i regnskugga vid bergskedjor. Regnet faller mest på den ena sidan av bergskedjan när det finns en vindriktning som dominerar. På "baksidan" av berget blir det torrt. Atacamaöknen, som är jordens torraste öken, ligger i Sydamerika mellan Anderna och de Chilenska kustbergen. Här regnar det i stort sett aldrig. Vegetation saknas helt och till och med bakterier är sällsynta.

Utmärkande för ökenområden är sparsam vegetation med arter som är anpassade för att hushålla med vattnet. Kaktusar, som finns i Amerikas öknar, kan magasinera det vatten som kommer vid en regnskur. Buskar har utbredda rotsystem och växer glest. Växternas blad är små för att minska vattenförlusten. Många arter har en mycket snabb livscykel och klarar av att växa upp, blomma och sätta frö efter en enda regnskur. Fröna kan sedan ligga flera år och vänta på ett nytt regn. De flesta växtätare i öknen är insekter och antalet ödlor (som ofta äter insekter) är högre än i andra biom. De däggdjur som förekommer är ofta nattlevande och ganska små. Under dagen håller de till i underjordiska hålor. I öknen är det inte så lämpligt att anpassa kroppstemperaturen genom att svettas eftersom det går åt för mycket vatten. I stället har många ökenlevande däggdjur utvecklat stora öron där blodet kan kylas av. Små djur som ökenråttor (gerbiler) kan få tillräckligt med vätska ur födan eftersom cellandningen gör att lite vatten bildas. Större däggdjur som lever i öknar måste ha tillgång till ett vattenhål där de kan "tanka".

assuan

Sahara vid Nilen

Sahara är världens största öken och täcker mer än nio miljoner km2, vilket motsvarar 20 gånger Sveriges yta.

Medelhavsvegetation

Medelhavsvegetation kallas även hårdbladsvegetation och utvecklas på platser med varma, torra somrar och regniga, milda vintrar. Temperaturen faller sällan under fryspunkten. Växtligheten består av vedartade växter och buskar samt spridda träd. Träden har kvar sina blad året om. Cypress, pinje och korkek kan bilda skogar i södra Europa. Vid Medelhavet är kulturpåverkan så stark att det är svårt att hitta orörd natur. Olivträd och vinranka odlas med framgång i klimatet. Växterna har likheter med de som förekommer i ökenområden. Förmågan att överleva torrperioden är viktig. Många växter blommar efter vinterregnen och översomrar som frön. De fleråriga växterna har ofta små, hårda, trådsmala blad med hår för att minska avdunstningen. Vissa arter har förmåga att spara vatten i någon del av växten. Många växter använder sig av taggar eller giftiga substanser för att hålla undan betande djur. Kräldjur trivs i det varma klimatet. I Medelhavsområdet finns många arter av ormar, ödlor och landsköldpaddor. Sydafrika har en vegetation med liknande anpassningar som i Medelhavsområdet, men arterna är helt andra.

hårdbladsvegetation

Hårdbladsvegetation på Gran Canaria

Euphorbia canariensis är inte en kaktus utan en törelväxt. De växter som kan lagra vatten kallas suckulenter. Lars Theng till höger i bild

Tempererad lövskog

Områden med fuktigt tempererat klimat utmärks av lövfällande skogar. Årstiderna består av kall vinter och en relativt varm och nederbördsrik sommar. Denna biomtyp förekommer bland annat i USA, Kina och större delen av Västeuropa. Jorden är vanligen bördig och näringsrik. Detta i kombination med ett gynnsamt klimat, har medfört att jordbruksmark har ersatt lövskogen över i stort sett hela det område som tidigare täcktes av tempererad lövskog. Lövträden är anpassade till vinter genom att de tappar löven och på så sätt minskar risken för uttorkning. Uttorkning på vintern låter kanske konstigt eftersom torka ofta hör ihop med värme. Förklaringen är att vattnet i marken fryser och om det samtidigt är milt väder på våren så sätter fotosyntesen igång i bladen. Vid fotosyntesen används vatten som trädet suger upp med rötterna. Om markvattnet då är fruset torkar bladen vilket växten kan dö av. När löven fälls under hösten lyser lövskogen i många nyanser av gult och rött. Träden bryter ned sitt klorofyll och tar tillvara så mycket som möjligt av de ämnen i löven som de kan återanvända. När det gröna klorofyllet försvinner syns andra pigment som också finns i löven.

Tempererad lövskog

Anpassning för kyla

En lönn har förberett sig för vintern genom att ta in viktiga näringsämnen från löven. Ämnena återanvänds när trädet bildar nya löv på våren.

Det finns betydligt mer ljus under trädkronorna i en tempererad skog än i en tropisk regnskog. Skogen innehåller olika slags växter med varierande höjd. Det finns ofta rik växtlighet på marken och många arter av buskar. Tidigt på våren kan marken vara täckt med blommande örter som passar på att utnyttja ljuset innan trädens nya löv sluter krontaket. Vitsippan övervintrar i form av jordstammar som skickar ut skott på våren. På detta sätt får växten en snabb start och hinner sätta frö innan ljuset på marken avtar. Typiska djurarter är olika hjortdjur och vildsvin. Tidigare betades skogen av stora växtätare som uroxe och visent. I Polen finns fortfarande visent kvar, men uroxen utrotades på 1600-talet.

Årstider på våra breddgrader

One year in 40 seconds from Eirik Solheim on Vimeo.

Taiga

Barrskog finns i kalla områden. Nederbörden kan variera stort mellan olika områden. Vintrarna är långa och kalla medan somrarna är korta och svala. Barrträd som är gröna hela vintern har ett tjockt vaxskikt på barren vilket minskar vattenförlusten. Längre söderut, där vintrarna inte är så långa, vinner lövträden konkurrensen mot barrträd. Ju längre norrut man kommer desto mer gynnas barrträden av att de kan ha sin fotosyntes igång en större del av året. Växtsäsongen blir för kort för lövträd och även för många andra arter. I områden med mycket kalla vintrar kan även barrväxter drabbas av torka när fotosyntesen sätter fart på våren. Om tjälen är djup finns inget flytande vatten att suga upp och barren torkar och dör. Lärkträden i Sibirien tappar barren under vintern som en anpassning för att komma undan problemet. När de nya barren utvecklas är tjälen borta och det finns gott om vatten. Älg, björn, varg och bäver är djurarter som hör hemma i taigan.

Fjällnära barrskog i Dalarna

Taigan i Sverige sträcker sig från Värmland till Lappland. Längs fjällkedjan glesnar barrskogen ut och ersätts av fjällbjörk. Ovanför skogen syns kalfjället.

Stäpp

Stäppen påminner om savann men har kallare klimat. Regn faller mest under sommarmånaderna och vintern kan vara mycket kall. Liksom på savannen består växtligheten till största delen av gräs. Träd är sällsynta. Nordamerikas prärier, Asiens stäpper och Sydamerikas pampas hör till detta biom. Exempel på betande djur är bison och gaffelantiloper i Nordamerika samt vildhäst i Asien. Bland mindre djur finns olika typer av gnagare som ofta bor i utgrävda gångsystem. Hamstern är ett stäppdjur. Under den senaste istiden fanns på norra halvklotet en naturtyp som brukar kallas mammutstäpp. De betande djuren kunde bli gigantiska som ullhårig mammut, ullhårig noshörning och jättehjort. De största är nu utdöda, men ren och myskoxe finns fortfarande kvar på tundran i arktiska områden.

Tundra

Tundra utvecklas i mycket kallt klimat med permanent frusna jordlager, så kallad permafrost, 25-100 cm under jordytan. Under den korta sommaren tinar det översta jordlagret så pass att växterna kan ta upp markvattnet. Nedbrytningen av växtmaterial hinner inte ske fullständigt utan för varje år byggs lagret av torv på med ett nytt skikt. Växter och djur är anpassade till en kort växtsäsong och extremt låga temperaturer. Träd saknas helt, men små buskar förekommer. Låga gräs, örter, lavar och mossor dominerar växtligheten. Myrmarker är utbredda eftersom permafrosten hindrar smältvattnet från att rinna ned i marken. Artantalet är lågt och ekosystemet är känsligt för störningar. Exempel på djurarter är myskoxe, ren, fjällräv och lämmel.

Tundra på Varangerhalvön i Norge

Tundran är kall året om och träd klarar inte av klimatet. Vegetationen glesnar ju längre norrut man kommer och består slutligen bara av spridda fläckar.

Berg

Om man färdas uppför sluttningen av ett högt berg i den tropiska zonen ändrar ekosystemet karaktär på ungefär samma sätt som när man förflyttar sig norrut från ekvatorn. Temperaturen sjunker i takt med att man kommer högre upp. Afrikas högsta berg, Kilimanjaro, är ett bra exempel. Naturtypen växlar från tropisk skog via ett stäppartat hedlandskap till glaciärer på toppen. Klimatet på hög höjd i bergsområden påminner om det som råder på tundra. En skillnad är att bergsområden kan ha höga temperaturer under dagen, något som aldrig händer på tundran. Ett speciellt problem för växt- och djurlivet i bergsområden är att marken sluttar. Jordlagret är utsatt för ras och vattenerosion. När jordlagret försvinner får växterna inget fäste. Avverkning av skog i sluttningar ökar erosionen och kan leda till att skogen inte kan växa upp på nytt. Även djur får problem i branterna och större däggdjur är ovanliga i områden med stark sluttning. Duktiga klättrare som gems och stenbock förekommer dock i Alperna på hög höjd. Fåglarna klarar sig bättre i sluttningarna. Många fågelarter föder upp ungar på klipphyllor. Pilgrimsfalk är ett exempel.

Jättesenecio på Kilimanjaro, Tanzania

När man klättrar upp på Kilimanjaro blir klimatet kallare ju högre upp man kommer och vegetationen förändras. Mellan 2500 och 3700 meter över havet finns ljunghedar där flera arter blir mycket stora. (Foto Alex Bergström)