В весенние и осенние сезоны миграции каждый год миллиарды птиц пролетают через центральную часть США, когда они парят в небе между Латинской Америкой и Канадой. Для многих это путешествие смертельно опасно. Недавние исследования из Корнеллской лаборатории орнитологии в Нью-Йорке подсчитали, что колоссальные 600 миллионов птиц в США умирают каждый год после столкновения с высокими зданиями.
А для бродячих птиц Чикаго - где линия горизонта из стекла и стали простирается через сильно загруженный миграционный маршрут — может быть самым опасным из всех городов США. Многие бьют в окна McCormick Place, крупнейшего конференц-центра в Северной Америке.
И все же эти трагические столкновения принесли удивительные научные плоды. За последние 40 лет ученые и волонтеры из Чикагского музея Филда собрали тысячи павших птиц возле приземистого стеклянного здания и соседних небоскребов. Дэйв Уиллард, почетный управляющий музейными коллекциями, взял на себя задачу измерить каждую из мертвых животных и занести данные вручную в гроссбух.
Теперь ученые проанализировали ошеломляюще подробный набор данных Уилларда в исследовании, опубликованном на этой неделе в Ecology Letters . Исследование показывает, что за последние четыре десятилетия мигрирующие птицы уменьшались в размерах. Авторы предполагают, что это является результатом изменения климата.
Подробный Гроссбух
В 1978 году Уиллард впервые услышал о птицах, напавших на Маккормик-Плейс, расположенную чуть более чем в миле от Музея Филда. Это был случайный разговор, но его любопытство было задето. Однажды утром он обошел здание и обнаружил на земле несколько мертвых птиц.
С тех пор Уиллард и другие добровольцы собрали более 100 000 мертвых птиц. И Уиллард не пожалел времени, чтобы тщательно измерить каждый отдельный экземпляр, записывая длину клюва, ног и крыльев животных с помощью штангенциркуля — точного инструмента для измерения небольших объектов — и их массы с помощью весов. Затем он нацарапал все результаты в рукописных книгах.
Первоначально, говорит Уиллард, идея заключалась в том, чтобы увидеть, влияют ли различные погодные условия на разнообразие видов, которые отправляются в эпическое трансконтинентальное путешествие из года в год. Но когда ученые увидели явную величину числа птиц, сталкивающихся со зданиями города, они поняли потенциал для изучения того, действительно ли происходят статистически значимые изменения.
“Я лучший генератор данных, чем анализатор данных”, - добавляет Уиллард. - И эти изменения были достаточно незначительными, чтобы мы не смогли их увидеть.”
Повышение Температуры, Усыхание Тел
В ходе исследования группа ученых из Мичиганского университета проанализировала измерения от 70 716 мертвых птиц по 52 видам - таким как дрозды, воробьи и Славки — которые были собраны между 1978 и 2016 годами. Они обнаружили, что у всех наблюдалось уменьшение общего размера тела, причем статистически значимое снижение наблюдалось у 49 видов. Например, длина предплюсны, или кости голени, уменьшилась на 2,4 процента по всем параметрам.
” То, что сразу бросилось нам в глаза, - это то, насколько последовательны тенденции между различными видами", - говорит Бен Уингер, старший автор исследования и биолог из Мичиганского университета. “Я все еще думаю, что это самая удивительная находка. Мы могли бы ожидать, что некоторые виды сокращаются, но сразу же стало ясно, что все они уменьшаются в размерах тела.”
В то же время, длина крыла птиц показала средний рост на 1,3 процента. Ученые обнаружили, что виды с самым быстрым уменьшением размера тела также имели самый быстрый прирост размаха крыльев за 40-летний период.
Но что же вызвало эти изменения — и что они означают?
Связь С Изменением Климата?
Исследовательская группа предполагает, что сокращение птиц, вероятно, является ответом на увеличение глобальных температур. В пределах птиц конкретного вида, которые живут в более холодном климате, обычно больше, чем те, которые встречаются в более теплых районах. Это явление известно как правило Бергмана .
"Поскольку это модель, которую люди распознали в течение более чем 150 лет, было предсказано, что мы начнем видеть, как это происходит со временем, когда климат нагревается”, - говорит Уингер.
Короче говоря, большие тела помогают животным оставаться теплыми в холодном климате, в то время как более мелкие твари сохраняют меньше тепла. Поскольку температура была на подъеме в летних гнездовьях птиц за пределами Чикаго, исследователи считают, что этот сдвиг может объяснить уменьшение размеров тела. Между тем, увеличенный размах крыльев птиц может быть адаптацией, которая позволяет им продолжать свои сезонные кросс-континентальные путешествия, даже с меньшими телами, которые упаковывают меньше энергии.
Но Вингер также отмечает, что птицы, которые развиваются в гнезде при более теплых температурах, как правило, имеют меньшие тела из-за того, что называют пластичность развития. Ученые говорят, что требуется больше анализа, чтобы сказать, действительно ли сокращающиеся птицы эволюционируют, чтобы адаптироваться к давлению изменения климата или проходят текучую реакцию развития, как младенцы, к более горячим температурам.
“Они не обязательно являются исключительными друг для друга — это взаимосвязанные вещи”, - добавляет Вингер.
А в Музее Филда, хотя Уиллард и не планирует в ближайшее время прекращать измерения образцов, он подозревает, что когда-нибудь ему придется передать эту работу другому биологу. "Роскошь сохранения этой последовательности является частью того, что делает это исследование немного другим”, - говорит он. “Это будет до воображения людей, чтобы использовать этот набор данных таким образом, что мы еще даже не думали об этом.”