Исследователи оценили, как птицы могут реагировать на естественный отбор, чтобы успевать за изменением климата

Птицам необходимо адаптироваться к изменению климата, но эволюция — медленный процесс. Модельные виды, такие как большая синица, являются незаменимым мерилом нашей способности прогнозировать влияние изменения климата на природу. Используя инновационные методы, команда из Нидерландского института экологии (NIOO-KNAW) заглянула в будущее птиц.

Могут ли виды успевать за предстоящими климатическими изменениями? Как быстро они могут адаптироваться? Это необходимо понять, чтобы правильно прогнозировать последствия изменения климата для природы в целом. «Это важно знать, — подчеркивает руководитель исследования Марсель Виссер, — потому что изменение климата и эволюция должны идти примерно в одном темпе, чтобы виды успевали».

Назад в будущее

«Поэтому мы решили изучить больших синиц из будущего, — объясняет Виссер. — В ближайшие десятилетия естественный отбор создаст птиц с определенным генетическим составом. Чтобы предсказать, в какой степени эти птицы смогут реагировать на естественный отбор, мы ускорили эволюцию с помощью искусственного отбора генетически ранних и поздних птиц в вольерах. Затем мы взяли их яйца в нашу долгосрочную популяцию в национальном парке Де-Хоге-Велюве, чтобы посмотреть, как их потомство справится по сравнению с дикими большими синицами».

«В лесу самые ранние птицы действительно откладывали яйца раньше, чем синицы, отобранные для поздней кладки, — добавляет исследователь Мелани Линднер. — Таким образом, нам удалось успешно отобрать их для ранней или поздней кладки весной. Но самые ранние птицы не откладывали яйца значительно раньше, чем дикие синицы в лесу, в то время как те, кого мы отобрали для поздней кладки, имели значительно более позднюю дату кладки».

В итоге эти ранние птицы не размножались успешнее, чем дикие. «Генетическая адаптация к более ранним срокам кладки оказывается крайне медленным процессом». Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances, первым автором является Линднер.

Экологические проблемы взаимоотношений

Изменение климата создает насекомоядным певчим птицам, таким как большая синица, серьезные экологические проблемы во взаимоотношениях. Их сроки больше не совпадают со сроками появления насекомых, которыми кормятся их птенцы: «пик гусениц» в лесу и момент вылупления птенцов больше не совпадают. В результате они упускают самых крупных, сочных гусениц — с наиболее питательными белками. Изменение сроков могло бы стать решением, но до сих пор оставалось неясным, насколько раньше птицы фактически могут откладывать яйца.

Так что же произойдет с большими синицами в ближайшее десятилетие? «То, что мы видим сейчас, — говорит Марсель Виссер, — это то, что изменение климата для них просто идет слишком быстро. Они не смогут адаптироваться в достаточной степени. Особенно в самых мрачных климатических сценариях птицы будут отставать все больше и больше». В результате количество вылетающих из гнезда птенцов синиц будет сокращаться.

Маскировка

Так почему же мы пока не наблюдаем сокращения численности популяции большой синицы? «В настоящее время популяционные эффекты смягчаются процессами, зависящими от плотности, — говорит Виссер. Реальное влияние изменения климата в настоящее время «маскируется»: из каждых десяти птенцов восемь или девять обычно умирают в первый год в результате хищничества, болезней, нехватки пищи, конкуренции или просто неудачи. Но если трое из них умрут до вылета из-за изменения климата, шансы оставшихся семи улучшатся. Еды будет больше, а конкуренции — меньше. «Но есть предел».

«Также существует большая изменчивость от года к году в плане погоды, что затрудняет измерение воздействия на птиц в полевых условиях. В годы исследования несоответствие между дикими большими синицами и их пищей — гусеницами зимней пяденицы — оказалось на удивление небольшим».

Так что же еще нам нужно выяснить? У Виссера есть предложения: «Теперь, когда мы изучили влияние изменения климата на относительно простую пищевую цепь дуб — зимняя пяденица — большая синица, пора посмотреть, сможем ли мы включить большее количество видов, которые вместе составляют пищевую сеть. Например, весь Велюве».

Это как раз одна из целей масштабной программы LTER-LIFE, которая стартует в июле: разработка «цифровых двойников» экосистем для прогнозирования влияния глобальных изменений на природу. И природная территория Велюве станет первым случаем.