Глобальное потепление вызывает эволюционные изменения в миграции птиц
Генетические исследования подтверждают, что при продолжении глобального потепления перелётные птицы, подвергаясь сильному отбору и микроэволюции, сначала начнут летать на более короткие расстояния, а позже могут полностью прекратить миграцию, став "оседлыми".
Эксперимент с черноголовыми славками
Учёные Франсиско Пулидо и Питер Бертольд из Института орнитологии Макса Планка в Радольфцелле провели эксперимент по отбору с черноголовыми славками (Sylvia atricapilla) из юго-западной Германии. Они показали, что в полностью перелётной популяции первые оседлые особи появляются уже после двух поколений направленного отбора на пониженную миграционную активность. Сильное эволюционное сокращение дистанции миграции согласуется с ожидаемыми адаптивными изменениями в ответ на климатические изменения (Proceedings of the National Academy of Science, PNAS, 5 апреля 2010).
Изменения в природных популяциях
Черноголовые славки — вид, у которого изменения миграционного поведения наблюдаются наиболее последовательно. Сегодня они:
- Возвращаются на места гнездования раньше.
- Откладывают яйца раньше.
- Улетают осенью позже.
- Одна популяция даже образовала новую область зимовки на Британских островах вместо Испании.
Исследование механизмов адаптации
Чтобы выяснить механизмы адаптации, учёные в период с 1988 по 2001 год (годы с особенно высокими температурами) взяли из гнёзд и вырастили в лаборатории 757 птенцов черноголовой славки. Имитируя сезонные изменения светового дня, они измеряли миграционное беспокойство неопытных молодых птиц осенью. Продолжительность этого беспокойства (взмахи крыльями, подпрыгивания на насесте) примерно соответствует продолжительности полёта к местам зимовки.
Результат: Птицы, взятые из природы за эти 14 лет, показали значительное снижение миграционной активности, что в природных условиях эквивалентно сокращению дистанции перелёта. Исследователи доказали, что это сокращение основано на изменении генетического состава популяции, то есть является эволюционным изменением.
Ускоренный лабораторный эксперимент
Второй эксперимент смоделировал наблюдаемый в природе процесс отбора в "ускоренном режиме". Птиц с наименьшей миграционной активностью и их потомство скрещивали в течение четырёх поколений. Чтобы избежать инбридинга, 50% этой линии скрещивали с птицами из природы, также показывавшими слабое миграционное беспокойство.
Итог: Уже после двух поколений в этой популяции появились первые полностью оседлые ("резидентные") птицы. Направленный отбор на пониженную миграционную активность ведёт к эволюции частично перелётных популяций и, в конечном счёте, к популяциям, вообще не покидающим свои гнездовые ареалы.
Преимущества и ограничения стратегии
Преимущества для птиц очевидны:
- Экономия энергии и времени.
- Более раннее возвращение позволяет занять лучшие гнездовые территории и, возможно, дать несколько выводков за год.
"Мы предполагаем, что сокращение дистанции миграции — это первый и наиболее значимый эволюционный механизм, который есть у перелётных птиц для адаптации к изменившимся климатическим условиям", — объясняет Франсиско Пулидо.
Однако эта стратегия работает не для всех:
- Для коротко- и среднедистанционных мигрантов (около 1000 км), чьё поведение генетически детерминировано (как у большинства певчих птиц), это может быть успешной стратегией выживания.
- Для дальних мигрантов, успех миграции которых зависит от преодоления экологических барьеров (пустыни, моря), этот механизм не сработает. Сокращение дистанции означало бы зимовку во враждебной среде, где они не выживут.