Когда экстремальное становится нормой для арктических животных

Свальбардские северные олени на архипелаге Шпицберген ведут малоподвижный образ жизни, чтобы экономить энергию. Отсутствие хищников позволяет им круглый год оставаться на одной территории, питаясь травами и осокой. За тысячелетия они адаптировались и стали отдельным подвидом.

Однако в последние десятилетия потепление климата привело к увеличению дождей зимой. Эти события «дождя на снег» (ROS) могут приводить к образованию ледяной корки на земле, которая покрывает пищу оленей и вызывает голод — потенциальную катастрофу.

В исследовании, опубликованном в Nature Communications, учёные смоделировали, как повлияет на динамику популяции оленей ситуация, если обледенение станет нормой, а не экстремальным событием. Интуитивно можно ожидать больше катастрофических сокращений популяции и большего риска вымирания. Но реальность оказалась сложнее.

Данные за десятилетия

Исследователи использовали данные по оленям, собиранные с 1994 года, включая ежегодный отлов и мечение телят. С помощью Интегрированной популяционной модели (IPM) они создали детальную картину популяции с размерами, выживаемостью и репродуктивными показателями для шести возрастных классов самок.

Исторические данные по ROS с 1962 года использовались как показатель «суровости зимы». Это позволило оценить влияние обледенения на динамику популяции и сделать прогнозы для разных будущих сценариев ROS.

Спасённые экстремумами?

Моделирование дало неожиданный результат. «Если условия ROS останутся такими же, как в прошлом, вероятность вымирания популяции на самом деле гораздо выше, чем при вероятном будущем сценарии с очень высокой частотой ROS», — сказала соавтор Марлен Гамелон.

Ключевым фактором оказалось то, что экстремально суровые зимы с ROS могут вызвать резкое сокращение популяции только при высокой плотности животных, когда конкуренция за пищу велика. В таких условиях гибнут лишь самые уязвимые — самые молодые и самые старые особи. Ослабленные самки реже приносят телят.

После такого сокращения популяция становится не только меньше (и конкуренция снижается), но и состоит в основном из особей среднего возраста, менее уязвимых к последующим ROS-событиям. Если одна суровая зима следует за другой, это практически не влияет на такую небольшую и устойчивую популяцию.

«Взаимодействие между климатическими эффектами, плотностью и возрастной структурой объясняет, почему наша изучаемая популяция не сокращалась в последние ледяные зимы. Внутренняя перестройка популяции модифицирует и смягчает эффекты изменения климата», — заключили исследователи.

Несколько хороших лет могут привести к краху

Модель показала, что сокращение популяции произойдёт только после нескольких хороших лет подряд, когда популяция вырастет и в ней накопится достаточно уязвимых молодых и старых особей.

«Важный вывод нашего исследования, подтверждённый прошлыми наблюдениями, заключается в том, что воздействие суровой зимы на популяцию гораздо менее драматично, если она происходит вскоре после предыдущей суровой зимы», — отметили учёные.

Релевантность для всей Арктики

Таким образом, для этой популяции оленей серия ледяных зим подряд может быть не такой уж плохой. «Это исследование впервые показывает, что колебания численности долгоживущих видов фактически смягчаются, когда экстремальные климатические события становятся частыми», — заявили авторы.

Они полагают, что подобная буферизация внутренними механизмами, вероятно, не уникальна для оленей, и этот эффект следует учитывать при прогнозировании экологических последствий изменения климата и экстремальных событий.

Однако Шпицберген является «горячей точкой» зимних климатических изменений. Другие части Арктики отстают и, вероятно, столкнутся с увеличением ROS-событий по мере роста глобальных температур. Пока эти события редки, они могут вызывать резкие сокращения популяций.

«Именно такие крахи недавно наблюдались в некоторых популяциях карибу и северных оленей по всей Арктике, но вряд ли они отражают будущую динамику популяций, — сказал Браге Бремсет Хансен. — Чем чаще происходят эти события, тем менее драматичными будут колебания».