Rumpetroll med salamander som predator og Ensatina i California
Lov på eksamen
- Kalkulator
- CAS
- Graftegner og regneark
- Lærebok, formelsamling og egne notater
Ikke åpent internett, kommunikasjon med andre eller kunstig intelligens.
Kan den løses uten PC?
Alle deloppgavene kan løses uten PC.
Fra 2027 er det bare kalkulator og skriftlige hjelpemidler på del 2. Vurderingen er gjort med KI og kan inneholde feil.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Forskere undersøkte virkningen en predator kan ha på sammensetningen av arter i et økosystem.
Forskerne laget kunstige dammer, og hver dam inneholdt følgende populasjoner:
- 300 rumpetroll av «gravefrosk» (Scaphiopus holbrooki)
- 300 rumpetroll av «vårpipfrosk» (Hyla crucifer)
- 300 rumpetroll av «sørlig padde» (Bufo terrestris)
- 0, 2, 4 eller 8 individer av rødflekksalamander (Notophthalamus viridescens)
Salamanderen er en predator. De tre rumpetrollartene har overlappende nisjer.
I hver av dammene ble overlevelsen til rumpetrollene registrert. Figur 2 viser resultater fra undersøkelsen.
Øker eller synker antallet gravefrosk, vårpipfrosk og sørlig padde når antallet salamandere øker? Forklar resultatene.
For flere millioner år siden begynte en salamanderart å spre seg sørover på begge sider av den 720 km lange dalen Central Valley i California. Sør for dalen møtes to populasjoner, Monterrey Ensatina og Storflekket Ensatina, som begge stammer fra populasjonen som begynte å spre seg sørover. Figur 3 viser en skisse av dalen.
Forklar hvorfor populasjonen Monterrey E. er genetisk mer lik nabopopulasjonen i nord, Guløyd E., enn den er lik Storflekket E.
Foreslå to årsaker til at populasjonene av Monterrey E. og Storflekket E. sjelden får avkom sammen, til tross for at de tilhører samme art.
Fasit
Gravefrosk og sørlig padde synker, vårpipfrosk øker. Uten predator utkonkurrerer gravefrosken de to andre. Salamanderen beiter hardest på den vanligste arten, og da får vårpipfrosken mindre konkurranse om ressursene.
Monterrey E. og Guløyd E. er nabopopulasjoner på samme side av dalen, og det har vært genflyt mellom dem hele tiden. Monterrey E. og Storflekket E. har vært skilt siden populasjonen delte seg nord for dalen, og de har utviklet seg hver for seg i millioner av år.
De kjenner ikke hverandre igjen som make fordi utseende, lukt og paringsatferd er blitt ulike, og eventuelle avkom har lav levedyktighet fordi arvestoffet er blitt for ulikt.
LøsningsforslagKI-generert
Vi leser av figuren hvor stor prosentdel som overlever ved 0, 2, 4 og 8 salamandere:
- Gravefrosk: omtrent 92 %, 55 %, 42 % og 18 %. Antallet synker jevnt.
- Vårpipfrosk: omtrent 6 %, 27 %, 27 % og 30 %. Antallet øker.
- Sørlig padde: omtrent 40 %, 25 %, 6 % og 8 %. Antallet synker.
De tre artene har overlappende nisjer og konkurrerer altså om den samme maten og plassen i dammen. Uten salamander er gravefrosken den klart sterkeste konkurrenten: nesten alle gravefroskene overlever, mens bare 6 % av vårpipfroskene klarer seg. Vårpipfrosken blir konkurrert ut.
Når salamanderen kommer inn, beiter den på rumpetrollene. Den tar flest av den arten det er mest av, altså gravefrosken. Gravefrosken blir derfor kraftig redusert. Da blir det mer mat og plass igjen til vårpipfrosken, og gevinsten av mindre konkurranse er større enn tapet til predatoren. Derfor øker vårpipfrosken selv om predasjonen øker.
Sørlig padde synker fordi den både blir spist av salamanderen og fortsatt konkurrerer med de to andre artene. Den taper altså på begge forhold.
Samlet sett gjør salamanderen at fordelingen mellom de tre artene blir jevnere. Salamanderen virker som en nøkkelart: den holder den sterkeste konkurrenten nede og gjør at flere arter kan leve sammen i dammen.
Alle de fire populasjonene stammer fra den samme populasjonen nord for Central Valley. Derfra spredte salamanderne seg sørover langs begge sidene av dalen. Den tørre dalbunnen er et uegnet leveområde, så populasjonene på vestsida og østsida ble skilt fra hverandre.
Monterrey E. og Guløyd E. ligger ved siden av hverandre på vestsida. Nabopopulasjoner grenser til hverandre, og individer kan vandre og pare seg over grensa. Det er altså genflyt mellom dem, og genflyten holder dem genetisk like. I tillegg lever de i noenlunde samme miljø, så det naturlige utvalget virker likt på dem.
Monterrey E. og Storflekket E. ligger derimot på hver sin side av dalen. De har vært skilt helt siden spredningen begynte for flere millioner år siden, og det har ikke vært genflyt mellom sidene. I hver av de to greinene har det hopet seg opp ulike mutasjoner, og genetisk drift og ulikt naturlig utvalg langs de to sidene har trukket dem fra hverandre. Derfor er de to populasjonene som møtes sør for dalen, mer genetisk ulike enn nabopopulasjonene i kjeden.
Selv om de to populasjonene regnes til samme art, er de blitt reproduktivt isolert fra hverandre. To mulige årsaker:
1. Atferdsisolasjon. Etter millioner av år hver for seg har fargemønster, lukt og paringsatferd blitt ulike i de to populasjonene. Salamanderne kjenner derfor ikke hverandre igjen som mulige maker, og paring skjer sjelden. Dette er en barriere før befruktning.
2. Lav levedyktighet hos avkommet. Arvestoffet i de to populasjonene er blitt så ulikt at et eventuelt hybridavkom fungerer dårlig. Slike avkom dør ofte tidlig eller blir sterile, og de får sjelden egne unger. Dette er en barriere etter befruktning.
En tredje mulighet er at de to populasjonene lever i litt ulike habitater der de møtes, slik at individene sjelden treffer hverandre i paringstida.