5 примеров влияния климатических изменений на флору и фауну

Из-за глобального потепления весна приходит рано, а осень поздно, но не все виды быстро адаптируются к таким изменениям.

© Alberto Chiarle | Shutterstock

Каждый год при смене сезонов по всему миру происходят масштабные действия. Деревья в Северном полушарии покрываются листьями. Появляются гусеницы, которые питаются этими листьями. Пчелы и бабочки опыляют цветы. Птицы покидают Южное полушарие и пролетают тысячи километров, чтобы отложить яйца и полакомиться насекомыми на севере.

Все эти виды синхронизированы друг с другом и полагаются на сигналы со стороны природы так же, как балерины двигаются в зависимости от музыки оркестра. Но глобальное потепление меняет темп этой музыки, и теперь весна в некоторых частях Земли приходит на несколько недель раньше, чем несколько десятилетий назад. Не все виды успевают приспосабливаться к такому потеплению, и некоторые из них в результате выпадают из круговорота природы.

У ученых, которые изучают изменения флоры и фауны, обусловленные сменой сезонов, есть термин для этого феномена: фенологическое несоответствие. И они все еще пытаются понять, как именно эти несоответствия, такие как цветение цветов до пробуждения опылителей, могут повлиять на экосистемы.

В некоторых случаях виды просто приспосабливаются, например, за счет смены ареала или рациона. Но если видам не удается достаточно быстро перестроиться, то эти несоответствия могут иметь «значительные негативные последствия», говорит Мадлен Рубенштейн, биолог Центра США по изучению национальных климатических изменения и дикой природы.

«Если вы посмотрите на историю Земли, то увидите, что еще никогда не было такого драматического и быстрого изменения климата», — говорит Андреа Сантанджели, исследователь Финского музея естественной истории. «Видам приходится отвечать очень быстро. Это действительно беспрецедентно».

Вот пять примеров несоответствий, с которыми сталкиваются растения и животные из-за глобального потепления, обнаруженные учеными на сегодняшний день.

1. Меркнет сексуальная жизнь орхидей

Орхидея-паук размножается, основываясь на обмане. Каждую весну орхидея, которая очень напоминает паука, выпускает феромон, который ошибочно заставляет трутней (самцов пчел) думать, что это растение — их партнер. Именно это и является ключевым сигналом к опылению.

Такой прием, который ученые называют псевдокопуляцией, срабатывает, так как орхидея обычно расцветает в конкретный промежуток времени весной — вскоре после того, как трутни пробуждаются от спячки, но до того как появляются пчелы. Согласно британскому исследованию 2014 году, при раннем приходе весны пчелы теперь пробуждаются раньше и, таким образом, трутни уже меньше заинтересованы в орхидеях.

Изучая данные, собранные в течение века как в искусственных, так и в натуральных условиях, исследователи обнаружили, что разница во времени между пробуждением самцов и самок пчел сокращается примерно на 6,6 дня на каждый градус по Цельсию потепления, таким образом оставляя орхидеям меньше и меньше возможности размножаться.

«Основной вывод — ситуация для опыления орхидей только ухудшается», — говорит Энтони Дэфи, профессор биологических наук Университета Восточной Англии и ведущий автор исследования. По его словам, для этого вида орхидеи, который и так редко встречается в природе, будущее выглядит мрачным.

2. Весна приходит раньше, но не мухоловка

Мухоловка-пеструшка весной живет по достаточно жесткому расписанию. Проводя зиму в Африке, эти птицы преодолевают тысячи километров на север, в Европу, чтобы успеть отложить яйца до появления гусениц зимней пяденицы, которые живут всего несколько недель весной на только появившихся листьях дубов.

В серии исследований, проведенных в 2000-х годах, ученые из Нидерландов обнаружили, что мухоловки стали опаздывать и уже не попадают в это узкое временное окно.
По мере того как повышалась весенняя температура, листья на дубах появлялись быстрее, и пик сезона гусениц происходил в некоторых местах на две недели раньше. Но многие мухоловки, которые планировали свой отлет из Африки, основываясь на длительности дня там, не успевали в Европу к сезону своей пищи.

В тех частях Нидерландов, где пик сезона гусениц происходил раньше всего, ученые позже отмечали значительное снижение популяции мухоловок. «Это было большим открытием, согласно которому у этого фенологического несоответствия могут быть серьезные последствия для популяций», — говорит Гристан Бос, эколог Гронингенского университета.

3. Контакт птиц и тракторов

Изменение климата не только разрывает некоторые устоявшиеся связи. В некоторых случаях потепление может привести к появлению новых, пагубных связей.

В Финляндии, например, чибис и большой кроншнеп обычно вили свои гнезда на полях ячменя после того, как фермеры засеивали поля весной. Но так как значения температуры повысились, теперь птицы все чаще откладывают яйца до того, как фермеры добираются до полей, что означает, что их хорошо укрепленные гнезда подвергаются риску быть разрушенными трактором или другой техникой.

Глядя на данные, собранные в течение 38 лет, исследователи обнаружили, что фермеры в Финляндии теперь засеивают поля на неделю раньше в ответ на более высокие значения температуры, а вот птицы откладывают яйца на 2–3 недели раньше. «Это создало фенологическое несоответствие», — говорит Сантанджели. «В ответ на него мы увидим снижение популяции этих птиц».

4. Северный олень опаздывает на обед

Северный олень на западе Гренландии следует строгой сезонной диете. Зимой они едят лишайники вдоль побережья. Весной и летом они перемещаются в глубь острова для рождения потомства, где питаются арктическими растениями.

Так как в Гренландии наблюдается значительное потепление и таяние ледников, арктические растения в глубине острова стали всходить раньше (некоторые даже на 26 дней), чем десятилетие назад. Но северные олени не могут так быстро изменить время своей миграции. Ученые обнаружили тревожную тенденцию в этом регионе: чем раньше всходили растения на острове, тем больше погибало телят.

Несмотря на то, что исследование всего лишь выявило корреляцию между более высокой температурой и смертностью телят, «этот факт соотносится с идеей того, что несоответствие имеет негативные последствия», говорит Эрик Пост, профессор экологии Калифорнийского университета в Дэйвисе. Чем раньше появляются арктические растения, тем более крепкими и менее полезными и питательными они становятся к приходу оленей.

Почему же северным оленям не ускорить свою миграцию? Возможно, что их репродуктивные циклы в большей степени ориентированы на сезонные сигналы, такие как, например, длина дня, в то время как растения больше реагируют на температуру окружающей среды.

В теории, при наличии достаточного времени, северный олень рано или поздно может приспособиться к текущим изменениям. Но так как температура в Арктике повышается более резко, чем в остальном мире, Пост утверждает, что «вопрос состоит только в том, изменяется ли все так быстро в целях эволюции или нет».

5. Сбой в гардеробе американского беляка

Шубка американского беляка меняется от коричневого к белому в течение зимы в целях маскировки. Но из-за потепления снежный покров сходит раньше в ареале обитания беляка, который таким образом становится более заметным для хищников.

«Маскировка чрезвычайно важна для выживания животных», — говорит Л. Скотт Миллз, профессор биологии дикой природы Университета Монтаны, которые изучает влияние несоответствий маскировки на такие виды, как американский беляк.

Миллз и его коллеги обнаружили, что с каждой неделей фенологического несоответствия шансы беляков быть съеденными хищниками, например рысью, увеличиваются на 7 %. На сегодняшний день несоответствие составляет около одной-двух недель. Но к середине века, по мнению Миллза, оно может дойти до 8 недель. Если это произойдет, то популяция беляков «будет стремиться к исчезновению».

Однако для американского беляка есть и хорошие новости. С учетом того, как эволюция изменяла мир в течение миллионов лет, можно предположить, что такие животные, как зайцы, через 5–10 поколений уже смогут адаптироваться к этим изменениям, особенно при правильных действиях по охране животных со стороны человека.

«Это дает нам область для надежды, — говорит Миллз. — Еще большой вопрос, действительно ли исчезнут виды, подверженные фенологическому несоответствию».