Planter og insekter udviklede sig sammen for at dukke op på nogenlunde samme tidspunkt i foråret. Marek Mierzejewski/Shutterstock

Hække i midten af ​​februar kunne traditionelt set have været hvide af sne; i år var det hvide sorttorneblomsternes værk – en forårsbebuder. Selvom det er et velkomment tegn efter en våd og dyster vinter, bringer den tidlige blomstring uro for erfarne sæsonbetragtere. Har denne plante altid blomstret i midten af ​​februar, tænkte jeg, eller er der noget, der ændrer sig?

Heldigvis har videnskaben om at registrere og forstå årstidsbestemte begivenheder, fænologi, en lang historie i Storbritannien. Robert Marsham, en naturforsker fra det 18. århundrede, førte optegnelser over udseendet af blomster, fugle og insekter i sin landsby i Norfolk så langt tilbage som i 1736. Marshams efterkommere fortsatte optagelsen indtil 1958. Woodland Trust fastholder traditionen med Naturens kalender, en ordning, hvor medlemmer af offentligheden inviteres til at optage forskellige sæsonbestemte begivenheder.

Detaljeret analyse af næsten en halv million planteregistreringer fra videnskabsmænd i 2022 viste, at når alle arter blev betragtet sammen, var den gennemsnitlige blomstringstid i Storbritannien steget med en måned i løbet af de sidste 40 år. Der var variation mellem arterne. Hagtorn, den almindelige levende hegnsplante, blomstrer generelt 13 dage tidligere, end den gjorde i begyndelsen af ​​1980'erne, mens hestekastanjetræets blomster vises ti dage tidligere.

Klimaet er opvarmet hurtigt siden 1980'erne. Ved at blomstre tidligere erkender planterne, at vintrene bliver kortere og mildere. De mærker, at dagene bliver varmere og ændrer deres forårsudvikling på en måde, der svarer til, at mennesker føler varme på deres hud og så træder ud med færre lag tøj. De præcise mekanismer til at opdage disse signaler er forskellige mellem planter og dyr, men begge reagerer på klimaet, når det ændrer sig.

Registrerer lys og varme uden øjne og hud

Planter registrerer efterårets afkortningsdage med et pigment kaldet phytochrom, der er særligt følsomt over for bølgelængder i det røde område af det elektromagnetiske spektrum. De længere efterårsnætter ændrer kvaliteten af ​​dette røde lys. Mens dette subtile skift undslipper mennesker (vores øjne er ikke følsomme over for denne del af spektret), kan en plante opdage denne overgang og begynde at ændre sig.

Ligesom efteråret kan skabe et fald i niveauet af hormonet serotonin i vores blod, vil en plante, der har fornemmet vinterens tilgang, øge produktionen af ​​et hormon kaldet abscisinsyre. Dette har flere effekter. I løvfældende træer holder kviste op med at vokse og udvikler seje vinterknopper, der er i stand til at overleve frost og sne, og blade falder af.

Vækst om foråret bestemmes af lignende udløsere af lyslængde og temperatur, men temperaturen har typisk den vigtigere rolle. Hvis planterne kun var opmærksomme på lys, ville de risikere at begynde vækst, når fatal frost stadig er en trussel, eller at gå glip af god væksttid i milde tidlige forårsdage. Temperaturdetektion bestemmer, hvornår forårsblomster kommer. Det er derfor, global opvarmning er tydelig i det tidligere udseende af disse blomster.

Det er ikke helt forstået, hvordan planter registrerer temperatur. Noget af det kan skyldes, at et væksthæmmende hormon i dets celler nedbrydes, når luften falder under en bestemt temperatur, hvilket igen tillader et væksthormon at stige.

Mens mennesker har nerver i deres hud til at registrere temperatur, er planter sandsynligvis afhængige af pigmenter, selvom mekanismen ikke er fuldt ud forstået. Varme er en del af det samme elektromagnetiske spektrum, som fytokrom er følsomt over for, så muligvis er dette pigment involveret. Uanset hvilke mekanismer der er ansvarlige for at sætte gang i væksten, bestemmer temperaturen også, hvor hurtigt planter vokser.

Blomster og bestøvere ude af sync

Insektbestøvere som bier skal synkronisere deres livscyklus, så de er på vingen, når de blomster, som de lever af, dukker op. Tidspunktet for deres fremkomst fra vinteren bestemmes også af virkningerne af temperatur og dagslængde og medieres af hormoner.

Evolution, der arbejder på mange generationer af bestøvere, har skabt en tæt forbindelse mellem fremkomsten af ​​blomster og deres bestøvere. Hvis udseendet af blomster og bestøvere ikke er synkroniseret, har insekterne ingen nektar, og planterne bliver ikke befrugtet.

En lignende forbindelse eksisterer mellem fremkomsten af ​​blade og de insektplanteædere, der græsser på dem. Hurtigheden af ​​klimaændringer og små forskelle i, hvordan de to grupper reagerer, risikerer at bryde denne synkronisering med alvorlige konsekvenser for begge sider.

Et stort studie af tyske videnskabsmænd, der kiggede på, hvornår blomster og deres bestøvere dukkede op mellem 1980 og 2020, fandt et komplekst billede. Begge reagerede på klimaændringer med tidligere blomstring og udseende, men planterne havde foretaget et større skift.

Der var variation mellem insektgrupper, bier og sommerfugle var skiftet synkront med planterne, men dette blev ikke observeret hos svirrefugle. Der var også variation mellem arter af disse insekter.

Selv når planter og deres afhængige insekter ændrer tidspunkter synkront, er det næste trin i fødekæden måske ikke så fleksibelt. Egeblade bliver fodret med af egemøllarven. Dette er til gengæld den primære føde for fugleunger som blåmejser og brogede fluesnappere linktekst. Unger er klækket nogenlunde på samme tid, mens egeblade og larver er dukket op tidligere og indtil videre forbliver synkront. Men hvor længe?

Sorttornblomster forbliver en kærkommen lindring fra vinteren og et tegn på, at foråret er på vej. Men de er også et tegn på klimaændringer: et eksperiment, der udspiller sig, om timing og synkronisering af planter og dyr – og de indviklede fødekæder, som de er en del af.

Paul Ashton, Biologisk leder, Edge Hill University

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.

ING