Птицы эволюционировали с разной температурой тела в разных климатах: новое исследование 53 африканских видов

Экстремальные волны жары, становящиеся новой нормой, оказывают разрушительное воздействие на дикую природу, включая массовую гибель птиц. Это подчеркивает необходимость понимания их способности переносить экстремальную жару для прогнозирования будущих событий смертности и определения наиболее уязвимых видов.

Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, показало, что 53 вида птиц из южной Африки сильно различаются по своей термоустойчивости. Ключевой вывод: максимальная переносимая температура тела птиц неожиданно различается у видов из разных климатических регионов.

Это противоречит прежним предположениям о сходной реакции температуры тела у разных видов, на которых строились модели уязвимости к изменению климата. Реальность сложнее: птицы, вероятно, эволюционировали в зависимости от места обитания, что привело к вариациям в температуре тела и терморегуляции.

Регуляция температуры тела в жару

Исследователи измерили температуру тела, скорость метаболизма и потерю воды при испарении у птиц из трех регионов:

• жаркие аридные (пустыни)
• прохладные горные
• теплые влажные прибрежные

Максимальную температуру тела измеряли непосредственно перед появлением симптомов тяжелой гипертермии (перегрева): потери координации и неконтролируемого роста температуры.

Результаты:

• Пустынные птицы легко переносили температуру воздуха выше 50°C без резкого роста температуры тела, поддерживая ее ниже ~44.5°C.
• Птицы из теплых влажных регионов выдерживали температуру воздуха в верхних пределах 40°C, но их температура тела в среднем повышалась почти на 6°C выше нормы (38–41°C).
• Красноклювый ткач (Quelea quelea) показал уникальную способность: повышение температуры тела до 48°C не вызывало негативных эффектов, что ранее считалось физиологически невозможным для птиц.

Эволюция термоустойчивости

Различия объясняются адаптацией к климату:

• Птицы влажных регионов меньше полагаются на охлаждение испарением (например, учащенное дыхание), которое в условиях высокой влажности неэффективно. Они адаптировались переносить гипертермию.
• Пустынные птицы используют высокоэффективное испарительное охлаждение, чтобы избегать гипертермии.

Таким образом, разные климатические условия привели к эволюционным различиям в температуре тела и термоустойчивости.

Защита птиц от жары

Исследование подтверждает, что воробьинообразные (песенные птицы), составляющие более половины всех видов птиц, особенно уязвимы к волнам жары. Пример: 8 ноября 2020 года в Квазулу-Натал (ЮАР) температура достигла 45°C, и около 90% погибших птиц в заповеднике Phongolo были воробьинообразными.

Возможные меры защиты:

• Сохранение тенистой растительности как укрытий от жары.
• Обеспечение открытых источников воды.

Однако для предотвращения крупномасштабной потери биоразнообразия из-за глобального потепления необходимы быстрая декарбонизация экономики и переход на возобновляемые источники энергии.