Ekologiska nätverk

Arter lever inte isolerat – de är beroende av ekologiska interaktioner med andra arter.
Fjärilar är till exempel byte för fåglar och fladdermöss, pollinatörer för blommor, värdar för parasitsteklar och virus, parasiter på värdväxter, och delar mönster med andra fjärilar. Vi beskriver ekologiska interaktioner som nätverk, där arter är noder och interaktioner är länkar mellan dem. Mycket av forskningen i vår enhet är kopplad till olika typer av ekologiska nätverk.

Här är några exempel. 

Müllersk mimikry hos fjärilar

Müllersk mimikry hos fjärilar (Lepidoptera) innebär att kemiskt försvarade arter signalerar sin dåliga smak genom färgsmönster på vingarna. Arter som delar samma färgmönster gynnas av varandras närvaro (en mutualistisk interaktion). Genom evolution leder detta till konvergens i färgmönster mellan samexisterande arter. Vi studerar hur dessa nätverk av mimikry-interaktioner har uppstått och hur selektion för mimetiska arter påverkar evolutionen av mikrohabitat, värdväxt- eller klimatpreferenser.

Fjäril–växt-nätverk

Även om fjärilar är frilevande som vuxna, fungerar deras larver som parasiter på värdväxter. Under larvstadiet äter larverna på sina värdväxter för att växa. Detta skadar växten och kan försvaga den. Interaktionen påverkar egenskaper relaterade till livshistoria hos både larver och växter och driver samevolution mellan dem. Som ett resultat har många fjärilsarter blivit mycket specifika i valet av växter som födokälla för sina larver.
Medan insekts-växt-relationer är relativt välstuderade i tempererade områden, är de fortfarande till stor del okända för de flesta tropiska arter. Vi har bara börjat avslöja komplexiteten i dessa interaktioner i områden med hög biologisk mångfald.

Arktiska nätverk

En av de största utmaningarna med att karakterisera nätverk är deras mångfald. Om du har hundra arter kan de i princip interagera på 100 × 100, det vill säga 10 000 olika sätt.

Vi övervinner dock detta mångfaldsproblem i Arktis. Här är artrikedomen relativt låg – samtidigt som klimatförändringarna sker särskilt snabbt. Vi har använt dessa förmodat enkla nätverk som modellsystem.

Strukturellt har vi funnit att även de enklaste arktiska nätverken är mycket komplexa. Med klimatförändringarna har vi observerat ökande variation från år till år. För två arter som interagerar med varandra (som pollinatörer och växter) innebär detta längre perioder av svält för pollinatörer och färre pollinatörer för växterna. Det är som att vi kastar in interagerande arter i en torktumlare och säger: "försök nu att interagera".

Modellering och förutsägelser av interaktioner mellan arter

Snabba miljöförändringar är en stor utmaning för de flesta arter på jorden. Klimatförändringar påverkar arters utbredning över stora geografiska områden och mönster för samspridning mellan interagerande arter. Att förstå de ekologiska och evolutionära dynamikerna i artinteraktioner i föränderliga miljöer är därför en central utmaning.
För att en värd-parasit-interaktion ska kunna ske, måste parasiten kunna använda värden, och både värd och parasit måste förekomma på samma plats vid samma tidpunkt. Nya metodologiska framsteg gör det möjligt att undersöka hur parasiter kan förlora eller vinna förmågan att använda olika värdar över evolutionär tid.
Vi kan också modellera förekomsten av värdar och parasiter i olika delar av världen och därefter beräkna sannolikheten för att en viss parasit kommer att stöta på en viss värd. På så sätt kan vi avslöja vilka värd-parasit-interaktioner som är sannolika, även om vi ännu inte har observerat dem. Vi kan också förutsäga hur nuvarande interaktioner kommer att påverkas av framtida förändringar i klimat och markanvändning.