Уменьшение крыльев, увеличение клювов: птицы меняют форму в потеплевшем мире
Изменение климата для дикой природы — как финальный босс в видеоигре: огромный, громоздкий и неизбежный. Это заставляет виды менять места обитания и образ жизни. Высокие температуры создают такой стресс, что на протяжении поколений животные вынуждены меняться и адаптироваться.
Наши два недавних исследования показали, что в ответ на потепление более 100 видов австралийских птиц со временем развили меньшие размеры тела и более крупные клювы.
Меняющие форму животные
Под «изменением формы» мы понимаем уменьшение размеров тела и увеличение придатков, таких как клювы, хвосты и конечности. Это позволяет животным эффективнее рассеивать избыточное тепло, обеспечивая большую площадь поверхности — принцип, известный инженерам при проектировании радиаторов.
Как трубы в радиаторах отводят внутреннее тепло, так и клювы птиц пронизаны кровеносными сосудами, которые переносят тепло от ядра тела к поверхности клюва, где оно рассеивается в окружающую среду. Увеличение площади поверхности (при минимизации расстояния, которое тепло должно пройти от ядра) максимизирует теплопотери.
Три года назад исследователи из Университета Дикина показали примеры таких изменений у нескольких видов по всему миру. Теперь мы значительно расширили эти данные, изучив австралийских птиц. Мы выявили уменьшение размеров тела и увеличение размеров клювов с течением времени в ответ на потепление климата. В совокупности в исследованиях рассмотрено более 100 видов птиц со всей Австралии.
Методы и результаты
В первом исследовании использовались данные сообщества ученых-любителей из Victorian Wader Study Group и Australasian Wader Studies Group, которые почти 50 лет наблюдают за австралийскими куликами. Их мониторинг включает измерения длины клюва, длины крыла и массы тела более чем у 100 000 особей.
Данные позволили выявить увеличение размеров клювов и уменьшение размеров тела как у оседлых, так и у перелетных видов куликов в северной и южной Австралии. Например, у таких известных мигрантов, как краснозобик и острохвостый песочник, размер клюва увеличился за последние 50 лет.
Второй набор данных, собранный исследователями из Дикина, использовал 3D-сканирование музейных образцов для измерения площади поверхности клюва у экземпляров за последнее столетие. Было измерено более 5000 образцов. Результаты показали ту же тенденцию: более крупные клювы и меньшие размеры тела у самых разных птиц — от уток до певчих птиц. Например, у серебристой чайки и бронзовокрылого голубя размер клюва увеличился за последнее столетие.
Австралия нагревается. Изменение формы и уменьшение размеров у птиц указывают на возможные пути их адаптации к более высоким температурам.
Краткосрочная погода против долгосрочных трендов
Удивительно, но в обоих исследованиях отмечено, что кратковременные периоды аномальной жары могут вызывать реакции, противоположные долгосрочным трендам. В то время как размер тела уменьшался в ответ на кратковременные периоды более высокой температуры, размер клюва также уменьшался.
Почему так? Потепление климата влияет не только на температуру, но и на среду обитания. В условиях с высокой базовой температурой периоды жары могут означать нехватку пищи, что тормозит рост молодых птиц. В результате размеры и тела, и клюва могут уменьшиться из-за задержки роста.
Кроме того, в кратковременные периоды экстремальных температур большой клюв может стать обузой. Горячий воздух из окружающей среды будет проникать в клюв, вызывая перегрев птицы с потенциально фатальными последствиями.
Эти контрастные тенденции между краткосрочными и долгосрочными реакциями показывают, что в меняющемся климате всё сложно.
Вопрос выживания
Соблазнительно рассматривать уменьшение размеров и изменение формы как доказательство успешной адаптации животных к изменению климата. Однако это было бы преждевременным выводом: это показывает, что некоторые виды реагируют, но мы не знаем, как эти изменения влияют на их шансы на выживание.
Важно, что хотя оба исследования показывают общую тенденцию к увеличению клювов и уменьшению тела, оба также показывают, что одни виды адаптируются больше, чем другие. А многие вообще не уменьшаются и не меняют форму в ответ на изменение климата.
Вопрос в том, потому ли это, что этим видам не нужно адаптироваться, или потому, что они не могут? Если первое — можно немного вздохнуть с облегчением. Если второе — нам стоит очень обеспокоиться.