Изменение климата может создать «экологическую ловушку» для видов, которые не могут адаптироваться

Исследование Университета Кейс Вестерн Резерв показало, что потепление климата создаёт несоответствие между продолжительностью светового дня и температурой. Это может негативно сказаться на животных, которые полагаются на сезонные сигналы для подготовки к зиме.

Учёные изучали серых квакш — вид, который переживает заморозки, накапливая в теле «антифриз» (глицерин, преобразованный из гликогена печени). Оказалось, что подготовку к зиме у этих амфибий запускает сокращение светового дня, а не понижение температуры.

«Это означает, что они могут тратить драгоценные энергетические ресурсы на подготовку к зиме, которая им фактически не нужна», — отметил Майкл Бенард, профессор и заведующий кафедрой биологии.

Выводы, опубликованные в сентябре в Journal of Animal Ecology, свидетельствуют: виды, стратегии которых зависят от длины дня, могут готовиться к зиме слишком рано и плохо реагировать на изменение климата.

Манипуляции с природными часами

Чтобы понять механизм, исследователи манипулировали световым днём для головастиков и молодых лягушек, имитируя:

• Удлинение дня (апрель–июнь)
• Укорачивание дня (август–ноябрь)
• Нормальную длину дня (контрольная группа, июль–сентябрь)

Температура для всех групп была одинаковой. Результаты:

• Лягушки в «осенней» группе накопили в 14 раз больше гликогена, чем другие.
• Их печень увеличилась в 3–4 раза.
• Эти лягушки были меньше в целом и медленнее росли.

Формирующаяся «экологическая ловушка»

Несоответствие сигналов может создать «экологическую ловушку», влияя на критические модели поведения, включая циклы размножения и миграции.

«Наблюдалось значительное снижение роста; они меньше едят, а полученную энергию направляют на хранение гликогена в печени, а не на рост костей или мышц», — пояснил Трой Нептун, руководивший исследованием.

Хотя популяция широко распространённых серых квакш пока не страдает, для более уязвимых видов такой сбой синхронизации может быть катастрофическим.

Инновационные методы исследования

Работа проводилась в рамках BioScience Alliance — партнёрства Университета Кейс Вестерн Резерв, Cleveland Metroparks Zoo и Holden Arboretum.

Для манипуляций со светом на полевой станции использовали светонепроницаемые покрытия для бассейнов. После метаморфоза лягушек перемещали в лаборатории с автоматическим контролем освещения. Уровень гликогена в печени измеряли с помощью методик, обычно применяемых для оценки здоровья животных в зоопарках.