Tilbake til søkeresultatene

KLIMAFORSK-Stort program klima

Effects of climate change in a multiple stress multispecies perspective - MULTICLIM

Alternativ tittel: Effekter av klimaendringer i et flerarts multistress perspektiv - MULTICLIM

Tildelt: kr 9,9 mill.

Effektene av klimaendringer, miljøforurensning og tap av biologisk mangfold er blant dagens største miljømessige utfordringer. Forståelsen av hvordan disse utfordringene samvirker, er fremdeles i stor grad uutforsket. Vi studerer kombinasjonen av klimaendringer og miljøforurensning, og hvordan disse miljøutfordringene samlet påvirker organismer både på individ- og populasjonsnivå. Vi undersøker hvordan temperatur, nedbør og tørke påvirker dyrenes respons på et neonikotinoid plantevernmiddel- imidakloprid- som brukes i stort volum i internasjonal matproduksjon. Vi forsker på spretthaler, Collembola, jordbunnsfauna som er essensielle for økosystemprosesser som nedbrytning og opprettholdelse av jordsamfunn. Vi kombinerer laboratorieeksperimenter, feltstudier og populasjonsmodellering for å forstå arters følsomhet for klimaendringer og miljøgifter gjennom individ- og populasjonsnivårespons av populasjoner som er tilpasset til ulike klimaregioner- tempererte og arktiske populasjoner. Vi har over tid oppnådd bred økologisk basisinformasjon om begge artene våre; fra tidligere studier og gjennom systematisk observasjoner via MULTICLIM har vi oppnådd kunnskap om overlevelse, vekst og reproduksjon, samt hvordan dette påvirkes av temperatur og pesticider. Vi har gjennomført eksperimenter med begge artene hver for seg, med eksponering av imidakloprid fra jord eller mat, og har undersøkt forskjeller i pesticidfølsomhet mellom voksne og juvenile dyr. Vi har utviklet en metode for standardisert mating av dyrene med alger og cyanobakterier på bark. Dette tillater oss å observere dyrene jevnlig og registrere vekst og reproduksjon. Begge artene vi har jobbet med er mer følsomme for eksponering av imidakloprid enn tidligere studier av andre spretthaler, slik at negative effekter forekommer ved lavere konsentrasjoner. Dette viser viktigheten av å inkludere økologisk relevante arter i risikovurdering av pesticider og andre kjemikalier. Hvilke og hvordan endepunkter (overlevelse, vekst, hudskifte, reproduksjon) viser temperaturavhengig pesticidtoleranse, varierer mellom artene og populasjonene. Generelt finner vi at den negative effekten av imidakloprid forsterkes av høyere temperatur, og pesticidkonsentrasjoner som ikke er dødelige ved optimal temperatur, blir dødelige ved økt temperatur. Dette gjelder i større grad for tempererte populasjoner, og mest i den overflatelevende arten. At de arktiske populasjonene er mer robuste enn de tempererte populasjonene motstrider våre apriori hypoteser og bør undersøkes nærmere. Vi finner også at selv lave sub-letale konsentrasjoner av imidakloprid kan begrense reproduksjonen, selv om ikke alle mål knyttet til forplantning responderer negativt. Ved bruk av modeller basert på eksperimentene med individuelle dyr, ser vi at også populasjonsveksten blir kraftig redusert ved økt pesticidkonsentrasjon og temperatur. Dette betyr at feltrealistisk eksponering for pesticider og økt temperatur kan gi reduserte populasjoner av spretthaler, og dermed en endring i jordbunnsamfunnets sammensetning, materiale nedbrytning og opprettholdelse. Et 3 måneders feltforsøk viser at feltrealistiske nivåer av imidakloprid ved starten av vekstsesongen (mai) påvirker jordbunnsfaunaen på en konsentrasjonsavhengig måte, både i overflaten, men også dypere i jorden over tid ettersom pesticidet lekker ned til de underliggende jordlagene. Forekomsten av spretthaler ble mest redusert, mens forekomsten av midd var nærmest uendret av imidakloprid-eksponering. Vi har utført eksperimenter på effekten av tørke på flere populasjoner av begge artene under ulike temperaturer, etter en periode med eksponering for imidakloprid. Dette er viktige eksperimenter som undersøker samvirkende stressorer etter sekvensiell eksponering, og illustrerer den virkelige situasjonen, men som er sjeldent studert og lite forstått. Vi finner en negativ effekt av imidakloprid i begge arter og alle populasjoner, igjen er de arktiske populasjonene mer robuste enn de tempererte ved optimal temperatur og uten tørkestress. Når temperaturen øker og/eller tørkestress inntreffer forsterkes den negative effekten av pesticidet i alle populasjoner, uavhengig av klimaregion og mikrohabitat tilpasninger. I MULTICLIM har vi en unik kombinasjon av kompetanse fra ulike disipliner, og alle stadier av den vitenskapelige karrieren er representert. Dette har resultert i kunnskap om biologiske virkninger av flere stressorer av betydning for forvaltning av biodiversitet og matproduksjon i samfunnet. Tradisjonelt har effekten av miljøstress på populasjoner blitt vurdert ved endring i forekomst og demografi. Et av våre hovedfokus har vært økt kunnskap om de mer underliggende prosessene, effekter på ulike livshistorietrekk som somatisk vekst, kjønnsmodning og aldersspesifikk reproduksjon og mortalitet. Dette har gitt viktig og interessant innsikt med stort potensiale for videre forskning og forståelse av den samvirkende effekten av klimaendringer og miljøgifter.

-

Climate change, environmental pollution and loss of biodiversity are three major environmental issues of current concern, but understanding their combined impacts is still a largely unexplored problem. With the project MULTICLIM we will study how the combined changes in multiple stressors - climate change (increasing temperature and drought) and anthropogenic toxicants (neonicotinoid pesticides commonly used in food production) - simultaneously affect key individual- and population-level responses. This project is centered on important soil community animals; springtails (Collembola). Using an integrative approach combining methods from different disciplines, we will investigate the joint impacts of the multiple stressors on the two different ecologically relevant springtail species Hypogastrura viatica and Folsomia quadrioculata. Our main approaches are i) controlled laboratory experiments to analyse species sensitivity through individual- and population-level responses of differently adapted populations of each species (temperate vs Arctic populations), ii) targeted field experiments to ensure field realistic findings including the soil community, iii) quantify how temperature and drought affects toxicant exposure and responses in springtails, and iv) construct demographic models to investigate population level responses, including fitness. The international cross-disciplinary project MULTICLIM includes a unique combination of expertise from different research disciplines, and represents all stages of the scientific career; from Master, PhD, and post doc, to researcher, mid-career professors and close-to-retirement professor. The project will result in urgently needed knowledge of biological impacts of multiple stressors of importance to biodiversity management and food production in society.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

KLIMAFORSK-Stort program klima