Изменение климата может создавать переломные моменты для популяций, а не только для видов

По мере потепления климата Земли ожидается, что виды будут смещать свои географические ареалы от экватора или к большим высотам. Однако, хотя такие сдвиги задокументированы для многих растений и животных, ареалы других кажутся стабильными. Разные реакции видов на одинаковое потепление усложняют прогнозирование будущих биологических эффектов.

В исследовании, опубликованном в журнале Nature, экологи Дэниел Доак и Уильям Моррис сообщают о долгосрочном изучении арктических и альпийских растений. Результаты показывают, почему некоторые виды могут медленно смещать ареалы, и почему можно ожидать внезапных изменений.

"Это исследование иллюстрирует критическую необходимость долгосрочных исследований для решения наших самых насущных экологических проблем", — говорит Саран Твомбли из NSF.

Изучаемые виды растений произрастают от высокогорий Колорадо и Нью-Мексико до арктического побережья на севере Аляски. Эти регионы претерпели существенные климатические изменения, что, по словам Доака, должно было привести к сокращению популяций, особенно на южной границе ареала.

Однако после шести лет изучения роста и выживания десятков тысяч отдельных растений исследователи выявили более сложную картину:

• На южной границе ареала действительно наблюдаются негативные эффекты потепления — более низкая выживаемость.
• Но в большинстве лет этот эффект уравновешивается более быстрым ростом растений на юге, поэтому популяции там не менее стабильны, чем на севере.

Эти противоположные тенденции означают, что в текущих условиях популяции этих растений чувствуют себя одинаково хорошо на протяжении 30 градусов широты.

Однако результаты не означают, что эти или другие виды не пострадают от потепления. Анализ в особенно жаркие и холодные годы показал, что компенсаторные эффекты (низкая выживаемость vs быстрый рост) не сохранятся при усилении потепления. В самые теплые годы на всех участках исследований снижались и выживаемость, и рост.

"До определенного момента мы можем не видеть эффекта потепления для многих организмов. Но после климатического переломного момента баланс противоположных эффектов, вероятно, прекратится, что приведет к последующему быстрому сокращению популяций", — говорит Доак.

Этот переломный момент будет разным для каждого вида, но реакции популяций на постепенные климатические сдвиги не обязательно будут постепенными.

"Мы не должны интерпретировать отсутствие экологической реакции на прошлое потепление как означающее, что в будущем эффекты будут незначительными или отсутствовать", — отмечает Доак.

Работа также указывает на методологию для лучшего понимания и прогнозирования того, как климатические эффекты на уровне особей складываются в эффекты на уровне всей популяции.

"Ключевая часть этого подхода — необходимость долгосрочных исследований, чтобы мы могли наблюдать и использовать редкие годы с экстремальным климатом для прогнозирования того, что принесет средний климат будущего", — заключает Доак.