Меньше — быстрее: размер тела птиц предсказывает скорость изменений в потеплевшем мире
Птицы по всей Америке становятся меньше, а их крылья — длиннее по мере потепления климата, причем виды с наименьшей массой тела меняются быстрее всего.
Это основной вывод нового исследования под руководством Мичиганского университета, опубликованного 8 мая в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Исследование объединяет данные двух предыдущих работ, в которых измерялись изменения размера тела и длины крыльев у более чем 86 000 птичьих экземпляров за четыре десятилетия в Северной и Южной Америке. Одно исследование изучало мигрирующих птиц, погибших от столкновений со зданиями в Чикаго; другое — оседлых птиц, пойманных сетями в Амазонии.
Хотя два набора данных не пересекаются по видовому составу и географии и собирались независимо разными методами, птицы в обоих исследованиях продемонстрировали схожее повсеместное уменьшение размера тела с одновременным увеличением длины крыла.
Новый анализ объединенных данных выявил еще более яркую закономерность: в обоих исследованиях виды с меньшей массой тела сокращались в размерах и увеличивали длину крыльев пропорционально быстрее.
«Связь между размером тела и скоростью изменений удивительно последовательна в обоих наборах данных. Однако биологический механизм, лежащий в основе наблюдаемой связи между размером тела и скоростью морфологических изменений, требует дальнейшего изучения», — сказал орнитолог Бенджамин Вингер, один из двух старших авторов исследования.
Оба исследования — чикагское и амазонское — связывают уменьшение размера тела видов с повышением температур за последние 40 лет, что позволяет предположить, что размер тела может быть важным фактором, определяющим реакцию видов на изменение климата.
Тем не менее, вопрос о том, почему именно мелкие виды меняются быстрее, остается открытым.
Возможно, птицы с меньшим телом быстрее адаптируются к эволюционному давлению. Но имеющиеся данные не позволили команде проверить, представляют ли наблюдаемые сдвиги быстрые эволюционные изменения в ответ на естественный отбор.
«Если естественный отбор играет роль в наблюдаемых нами закономерностях, наши результаты позволяют предположить, что виды мелких птиц могут эволюционировать быстрее, потому что испытывают более сильный отбор, более отзывчивы к нему или и то, и другое», — сказал соавтор Брайан Уикс.
«Так или иначе, размер тела, по-видимому, является основным посредником реакции птиц на современное изменение климата».
Новое исследование проанализировало данные по 129 видам птиц: 52 мигрирующим видам, гнездящимся в Северной Америке, и 77 оседлым видам Южной Америки. Было изучено 86 131 особь, собранных примерно за один период разными методами.
Самой маленькой птицей среди чикагских видов был золотоголовый королёк (Regulus satrapa) со средней массой 5.47 грамма, а самой крупной — обыкновенный гракл (Quiscalus quiscula) массой 107.90 граммов. Среди амазонских видов самой маленькой была вилохвостая талурания (Thalurania furcata) массой 4.08 грамма, а самой крупной — амазонский момот (Momotus momota) массой 131.00 грамм.
Североамериканский набор данных был получен из птиц, собранных сотрудниками и волонтерами Филдовского музея в Чикаго после столкновений со зданиями. Для каждой из 70 716 особей орнитолог Дэвид Уиллард измерил длину клюва, длину крыла, массу тела и длину кости нижней конечности — цевки.
Амазонский набор данных содержит измерения 15 415 оседлых птиц, пойманных паутинными сетями в тропическом лесу, измеренных и выпущенных. На протяжении всего периода исследования последовательно фиксировались два измерения: масса и длина крыла.
Авторы нового исследования использовали статистические модели, чтобы проверить важность как продолжительности поколения, так и размера тела вида в формировании скорости морфологических изменений у птиц.
Контролируя размер тела, они не обнаружили связи между продолжительностью поколения и скоростью изменений у североамериканских видов птиц. Данные о продолжительности поколения для южноамериканских птиц отсутствовали.
В то же время новый анализ показал, что средний размер тела вида значимо связан со скоростью изменений как у чикагских, так и у амазонских птиц.
«Размер тела может быть ценным предиктором адаптивного потенциала и степени, в которой современная эволюция может снизить риск вымирания видов», — пишут авторы.