За последние годы мировая температура достигла беспрецедентного уровня, и последствия изменения климата явно ощущаются. Ледники тают, частота и масштабы экстремальных погодных явлений увеличиваются. Значительная часть видов уже сокращается.
Однако иногда жизнь находит способ адаптироваться: одни виды способны сдвинуть свой ареал распространения в сторону полюсов, другие могут сдвинуть период своей активности, а третьи сократят его. Является ли это результатом стратегии адаптации, позволяющей избежать перегрева? Это явление в основном происходит в регионах, которые уже ограничены теплом, таких как регион Средиземноморья во Франции, но не в остальной части страны.
Правило Бергмана
Биогеография, наука, направленная на описание и объяснение географического распределения живых существ, является малоизвестной областью. Тем не менее, это давняя проблема, чьи отцы-основатели, такие как Чарльз Дарвин и Карл Бергман, были в центре внимания в течение 19-го века. Первый является автором известной теории эволюции, а второй сформулировал биогеографический принцип, носящий его имя: правило Бергмана.
В высоких широтах, соответствующих холодным регионам, животные, как правило, крупнее, чем те, которые живут в более низких широтах. Эта тенденция в основном относится к эндотермам: птицам и млекопитающим. В частности, различия в размерах тел можно наблюдать внутри групп видов (упорядоченных или семейных), таких как медведи. Возьмем, к примеру, белого медведя, который намного больше других видов медведей.
Хотя есть много исключений, последние биогеографические исследования показали, что правило Бергмана применяется в основном во внутривидовом масштабе. Это явление связано с эффективностью терморегуляции, способностью поддерживать или терять тепло тела. Более крупные индивидуумы, способные лучше сохранять тепло тела, были выбраны в холодных регионах в результате более низкого риска переохлаждения. И наоборот, более мелкие особи отбирались в более теплых широтах, поскольку они реже страдают от перегрева.
Биогеография увлекательна, но имеет ли она хоть какое-то значение для нашего общества? Климат Земли становится теплее, и его влияние уже можно воспринимать через биологическое разнообразие. Дикая природа важна не только для человеческого рода, но и для развлечения. Не только для красоты, наследия или страсти. Не только для ее внутренней ценности. Она также важна для служения цивилизации. Производительность сельского хозяйства и безопасность продуктов питания, например, за счет опыления. Открытие новых веществ медицинского или промышленного применения, благосостояние и здоровье, экотуризм, технологическое развитие. Потенциальные воздействия разнообразны и огромны - это не только для экологов.
Реакция видов на изменение климата
Когда виды стремятся выжить в изменяющемся мире, они могут реагировать на изменение климата в трех измерениях: пространстве, времени и физиологии. Любая стратегия может помочь справиться с меняющимися условиями - например, сбежать от жары.
- Через пространство: мы можем наблюдать сдвиги в географическом распределении видов в сторону полюсов.
- Сквозь время: виды меняют периоды своей активности. Вишни цветут ранней весной. Из спячки быстрее выходят сурки.
- Через физиологию и фенотип: виды изменяют свой метаболизм, что выражается в изменении морфологии и размеров тела.
Уменьшение размеров тела позволит животным повысить эффективность теплопотери. Это и есть применение правила Бергмана во времени, в контексте временного изменения климатических условий.
Предложение о применении правила Бергмана во времени появилось недавно, а реакция размера тела на изменение климата до сих пор плохо изучена. Становятся ли животные меньше во всех местах? Является ли это на самом деле адаптивной реакцией для лучшей терморегуляции?
Исследовательская группа, базирующаяся в Музее естественной истории в Париже, попыталась дать ответ, используя данные гражданской науки из французской программы кольцевания птиц, основанные на более чем 30-летнем опыте измерений птиц по всей стране. Результаты показали, что молодых птиц меньше в более горячих источниках, но только в самых теплых местах вокруг Средиземноморья, где жара уже является сдерживающим фактором. И, наоборот, в остальных местах, более скованных холодом весной, молодые птицы были крупнее в более теплые годы. В этом контексте более высокие температуры позволили бы молодняку сэкономить энергию, которая обычно расходуется на поддержание тепла, и вместо этого направить ее на клеточное деление и рост тела.
Прямые и косвенные эффекты
Эти контрастные эффекты потепления могут быть связаны с прямым воздействием на терморегуляцию, а также с косвенным воздействием на продуктивность экосистемы и доступность продовольствия. Локальное повышение температуры в самых теплых местах увеличит засушливость, что повредит росту растений и, следовательно, изобилию насекомых, которые являются излюбленным кормом молодых птиц. В самом холодном месте будет наблюдаться обратная картина: более теплые условия будут стимулировать рост растений и активность насекомых, обеспечивая большее количество пищи, доступной для потребления птицами.
