Тропический лес Амазонки - это самое нетронутое место, которое может представить большинство людей, но даже там последствия изменения климата проявляются. Теперь исследования показывают, что многие из наиболее чувствительных видов птиц в регионе начинают эволюционировать в ответ на потепление.
Предыдущие исследования показали, что у некоторых птиц в нетронутой местности Амазонки - крупнейшего в мире тропического леса - наблюдается спад, который может быть связан с изменением климата. Новое исследование изучило данные о видах птиц за четыре десятилетия и показало, что по мере того, как засушливый сезон в Амазонке становится более жарким и засушливым, некоторые виды, похоже, физически меняются.
Птиц часто считают дозорным видом - это означает, что они указывают на общее состояние экосистемы, поэтому ученых особенно интересует, как они реагируют на изменение климата. В общем, новости были не очень хорошие. Например, в отчете Национального общества одюбонов за 2019 год было обнаружено, что более двух третей видов птиц в Северной Америке будут уязвимы перед исчезновением к 2100 году, если тенденции потепления сохранятся в нынешнем виде.
Для нового исследования исследователи собрали самый большой на сегодняшний день набор данных о птицах, обитающих в Амазонии, представляющих 77 немигрирующих видов и охватывающих 40 лет с 1979 по 2019 год. 12 ноября они сообщают в журнале Science Advances, что 36 видов значительно потеряли с 1980 года, до 2 процентов от их массы тела за десятилетие. Между тем, все виды показали некоторое снижение средней массы тела, а у одной трети крылья стали длиннее.
За исследуемый период средняя температура в регионе повысилась, а количество осадков уменьшилось. Температура повысилась на один градус Цельсия во время сезона дождей и на 1,65 градуса Цельсия в сухой сезон. Количество осадков увеличилось на 13 процентов в сезон дождей, но уменьшилось на 15 процентов в сухой сезон, что в целом привело к более жаркому и сухому климату.
По словам исследователей, эти климатические изменения совпадают с изменениями в строении птиц, а более сухой климат объясняет эти изменения.
«Это ценный и увлекательный документ, основанный на данных за 40 лет, о которых практически никто не слышал в тропиках», - говорит Каган Секерчиоглу, исследователь National Geographic, фотограф и орнитолог из Школы биологических наук Университета Юты в Солт-Лейк-Сити. Город, по электронной почте.
По словам Секерчиоглу, который не принимал участия в исследовании, благодаря "длительным временным рядам и большим размерам выборки, авторы смогли показать морфологические последствия изменения климата для обитающих там тропических птиц".
От истребителей до планеров
Исследователи сосредоточили свое внимание на видах птиц, которые не мигрируют, что исключило такие факторы, как пребывание в различных средах обитания, как причину любых физических изменений. Птицы, участвовавшие в исследовании, проводят всю свою жизнь в нетронутом подлеске тропического леса, прямо под кроной деревьев, поэтому деградация среды обитания также не играет роли.
Так почему же у птиц эволюционировали меньшие тела и более длинные крылья?
Сами исследователи не уверены, какое преимущество дает изменение длины крыльев птицам, но птицам меньшего размера может быть легче сохранять хладнокровие. Как правило, у более мелких животных отношение площади поверхности к размеру тела больше, поэтому они рассеивают больше тепла быстрее, чем более крупные животные. Менее доступная еда, такая как фрукты или насекомые, в засушливую погоду может привести к уменьшению размера тела.
Сравнение с самолетом может предложить одно объяснение более длинным крыльям, говорит эколог Витек Йиринек из Исследовательского центра интегральной экологии в Голубом озере, Калифорния, который руководил новым исследованием.
«Подумайте о реактивном истребителе, - говорит Жиринек. У него короткие крылья и он тяжелый. «Он должен лететь очень быстро, чтобы оставаться в воздухе, поэтому он тратит много энергии», - говорит он, в то время как «планер почти не использует энергии, чтобы оставаться в воздухе, потому что у него такие длинные крылья, и он легкий».
Секерчиоглу обнаружил, что влияние на длину крыльев удивительно, отметив, что это подчеркивает необходимость проведения дополнительных исследований в других тропических регионах, чтобы понять, как и почему местные птицы реагируют на изменение климата с более длинными крыльями.
Результаты также перекликаются с выводами о приземных и наземных птицах тропических лесов в статье, опубликованной в октябре 2020 года в журнале Ecology Letters под руководством птичьего эколога Филипа Стоуфера из Университета штата Луизиана в Батон-Руж, который исследовал птиц в Амазонке с 1991 года. .
Стоуффер и большая часть исследовательской группы являются частью проекта Смитсоновского института «Биологическая динамика фрагментов леса», проекта, изучающего фрагментацию среды тропического леса. В 2008 году Стоуффер и его ученики заметили, что они не видели тех птиц, которых видели в предыдущие годы сбора данных. Они решили начать сбор данных того же типа, которые были собраны в 1980-х годах, что позволит им сравнивать измерения температуры, осадков и популяций птиц с течением времени.
По словам Секерчиоглу, работа Йиринека и его коллег «является одним из немногих исследований, посвященных изучению воздействия изменения климата на обитающих в тропиках птиц».
«Поскольку большая часть мировых орнитологов и исследовательских фондов финансируется в развитых странах с преимущественно умеренным климатом, исследований тропических птиц, составляющих подавляющее большинство видов птиц в мире, гораздо меньше», - говорит Секерчиоглу.
В одном из немногих других долгосрочных исследований тропических птиц, в работе Секерчиоглу с коллегой Биллом Ньюмарком, куратором исследования и биологом-экологом в Музее естественной истории штата Юта в Солт-Лейк-Сити, были проанализированы данные за 30 лет по 22 видам и обнаружили, что с повышением температуры рост населения снижался.
Другая история в анонсе
Хотя большинство из нас, вероятно, думает, что эффектные ара и другие красочные виды представляют собой птиц тропических лесов, большинство из них - это «довольно невзрачные антпитты с тусклым оперением, муравьиные дрозды, муравьиные птицы и листовертки», - говорит Джиринек. Эти птицы являются «настоящими символами нетронутой Амазонии, потому что они очень чувствительны к беспокойству леса».
Антпитты, например, «выглядят как яйцо на ходулях», - говорит он, а крапивник, крошечный клубок землистого цвета с богатой, навязчивой песней, относится к тем птицам, у которых на протяжении поколений развились более длинные крылья и меньшие тела. .
Для тех, кто задается вопросом, почему небольшое изменение тела маленькой, чувствительной домашней птицы должно иметь значение, Джиринек указывает на то, как наши действия имеют последствия, которые мы не всегда видим, например, изменение размера и формы животных за полмира.
«Мы считаем Амазонию символом наземного биоразнообразия, загадочным местом, полным жизни, нетронутым людьми, вдали от вырубки лесов», - говорит Йиринек. «Но похоже, что нет, не обязательно».