Колибри могут не справиться с подъёмом в горы
При подъёме в гору животные сталкиваются с двойным препятствием: воздух становится разреженным и холодным. Это особенно проблематично для существ, которым нужно сохранять тепло при недостатке кислорода. Для крошечных животных с самым энергозатратным образом жизни, таких как парящие колибри, вызовы переселения на большие высоты для спасения от изменения климата могут оказаться непреодолимыми.
Поскольку калипты Анны (Calypte anna) комфортно чувствуют себя на высотах до ~2800 м, Остин Спенс (Университет Коннектикута, США) и Морган Тингли (Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе, США) решили выяснить, как справятся колибри, изначально обитающие у уровня моря и на верхней границе своего ареала, если их переместить на высоту 3800 метров. Они публикуют своё открытие в Journal of Experimental Biology: на этой высоте птицы с трудом парят, их метаболизм падает на 37%, и они проводят большую часть ночи в оцепенении для экономии энергии. Это делает маловероятным их переселение на большие высоты.
Чтобы выяснить, как ловкие авиаторы справляются на высоте, Спенс поймал животных в сети на высотах от 10 м над уровнем моря (Сакраменто, Калифорния) до 2400 м (Маммот-Лейкс, Калифорния) и вместе с Ханной ЛеВинтер (Университет Гумбольдта, США) перевёз их в вольер в западной Калифорнии на высоте 1215 м. Через несколько дней учёные установили крошечную воронку, в которую птицы могли вставлять головы, паря и потягивая сироп, и измерили потребление O2 (уровень метаболизма).
Также были измерены выработка CO2 (ещё один показатель метаболизма) ночью, когда крошечные существа впадали в оцепенение — форму мини-спячки для экономии энергии во сне. Затем дуэт переместил птиц на исследовательскую станцию у пика Маунт-Баркрофт, Калифорния (3800 м), где воздух разреженнее (39% меньше кислорода) и холоднее (5°C). После ~4 дней на новой высоте Спенс и ЛеВинтер снова измерили метаболизм птиц в парении, а также частоту и глубину их оцепенения во сне.
Несмотря на то, что парящим колибри пришлось бы работать усерднее, чтобы оставаться в воздухе в разреженной атмосфере на 1000 м выше их естественного ареала, их метаболизм упал на 37%. При сравнении энергии, используемой птицами с разной высоты происхождения, все они одинаково страдали на вершине горы. «В целом, эти результаты позволяют предположить, что низкое атмосферное давление и доступность кислорода могут снижать способность к парению у колибри при острой смене условий на высокогорные», — говорит Спенс.
Помимо проблем с парением, птицы стали чаще снижать метаболизм и впадать в более длительное оцепенение ночью, проводя в этом состоянии более 87,5% холодной высокогорной ночи. «Это означает, что независимо от того, из тёплого или прохладного места они родом, они используют оцепенение, когда очень холодно, и это здорово», — говорит Спенс. Проверка размера лёгких птиц с разной высоты происхождения не показала увеличения для компенсации нехватки кислорода. Однако у птиц были увеличены сердца для циркуляции кислорода по телу.
Что это значит для будущего колибри, когда изменение климата заставит их искать более комфортные условия? «Наши результаты позволяют предположить, что низкая доступность кислорода и низкое атмосферное давление могут быть трудными для преодоления проблемами для колибри», — говорит Спенс. Это означает, что птицам, вероятно, придётся смещаться на север в поисках более прохладного климата.