Фенология среды определяет сроки миграции птиц
Сотрудники Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН (ИПЭЭ РАН) разработали индекс фенологии среды и сравнили тысячи годовых отклонений дат прилёта с отклонениями фенологии среды. Оказалось, что они объясняют сроки миграции лучше других климатических переменных, причём именно в день прилёта. Результаты опубликованы в Journal of Animal Ecology.
В условиях нарастающего потепления климата важно знать, как на него отреагирует биологическое сообщество. Птицы, благодаря своей мобильности, — чуткие индикаторы глобальных изменений, но пока нет ясного понимания того, какие компоненты климата и погоды дают им верные сигналы. В каком виде сигналы становятся доступными? Откуда птицы знают, что ждёт их впереди? Как отличают временные трудности от серьёзных рисков? Как ни странно, изменение климата помогает ответить на эти вопросы, предлагая глобальный эксперимент: что если мы сейчас изменим адаптивную среду? Есть ли готовый ответ или нужно эволюционировать? В чём, насколько и как быстро? Это — фундаментальные вопросы эволюционной экологии, неразрешимые в лаборатории.
На Енисейской экологической станции всегда отмечали первые весенние встречи птиц независимо от основных целей работы. Теперь эти данные пригодились: редко где подобные наблюдения проводились полстолетия, в отсутствие видимых антропогенных изменений природы на многие сотни километров вокруг. Летняя продуктивность экосистем здесь, в середине таёжной зоны, достигает тропических значений и поддерживает богатую гнездовую фауну птиц, но из-за суровых зим почти все виды — мигранты. Они летят сюда со всех концов Старого света: из Британии и Южной Африки, из Японии и Австралии.
Известно, что в бореальном климате развитие любого весеннего процесса — таяние снега, распускание листьев, активность насекомых и их потребителей — зависит от температуры. Переход через пороговое значение даёт стартовый толчок, накопленная сумма температур определяет скорость развития, а дальше оно идет самостоятельно, по своему расписанию. Так последовательно, один за другим, запускаются все весенние процессы, включая те, которые определяют доступность корма для птиц. Совокупность параллельных фенологических процессов образует фенологию среды. Она зависит от температуры предыдущего периода, хотя давние отклонения постепенно «забываются». То же справедливо и в отношении будущего: фенология среды предсказывает развитие, но точность результата убывает со временем.
Сотрудники ИПЭЭ РАН разработали индекс фенологии среды и сравнили тысячи годовых отклонений дат прилёта с отклонениями фенологии среды. Оказалось, что они объясняют сроки миграции лучше других климатических переменных, причём именно в день прилёта. Предложенная оценка фенологии среды обладает устойчивой автокорреляцией, что позволяет птицам предсказывать обилие корма на две недели вперёд. Она даёт адекватную меру изменений в среде в масштабе дня, года и в многолетнем ряду. Эта мера даёт возможность объективно оценивать, насколько смещение сроков миграции компенсирует климатические изменения.
Парадоксальным образом, компенсация климатических изменений не может и не должна быть полной. Она лишь вносит поправку в фотопериодический календарь. Продолжительность дня была и остаётся надежным ориентиром сезонных изменений. Осторожность не позволяет далеко отклоняться от него: слишком полная компенсация может привести к раннему фальстарту миграции или к пропуску сезона размножения.
«Мы показали, что фенология среды успешно объясняет сроки миграции. Этот подход может применяться и к другим объектам. Наши выводы во многом отличаются от предыдущих обобщений, но они построены на надёжной основе. Здесь мы рассмотрели общие особенности реакции птиц на фенологические отклонения. Но каждый вид уникален, что порождает новые вопросы. Что мешает воспринимать климатические сигналы? Все ли виды страдают от потепления климата? Какие особенности жизненного цикла определяют гибкость фаз годового цикла? Какие виды успешнее приспосабливаются к потеплению? Наш подход позволяет сравнить чувствительность видов к текущим изменениям, но это уже другая история», — рассказал ведущий научный сотрудник ИПЭЭ РАН Олег Бурский.
Источник: ИПЭЭ РАН.
