Серая мухоловка (Muscicapa striata) — пример «дальнего мигранта», отправляющегося на зимовку в Африку. Фото Аладдина с сайта clubs.ya.ru
Весна на севере Европы стала наступать существенно раньше, но сроки прилета птиц, находившихся на зимовке в тропических широтах, изменились незначительно. Запаздывание птиц с возвращением к местам гнездования приводит к тому, что они как бы выпадают из «биологического» времени: природа вокруг них оказывается уже не той, что была всегда в это время. Когда наступает пора выкармливания птенцов, проходит период обилия корма. Исследования ученых из разных стран показали, что наблюдаемое в странах Северной Европы снижение численности многих видов птиц, достоверно связано с тем, сколь велико их запаздывание при возвращении с зимовки.
Глобальное потепление дает о себе знать прежде всего изменениями, происходящими в высоких широтах. Это и таяние ледников Гренландии (см.: Гренландия всё быстрее теряет свой лед, «Элементы», 26.09.2006), и быстрое сокращение площади сплошного ледового покрова Северного Ледовитого океана, и теплые зимы, и более раннее наступление весны. Из-за более раннего прихода весны многие сезонные явления в жизни растений и животных происходят существенно раньше, чем в прошлые годы. Согласно многолетним фенологическим наблюдениям (например, за распусканием почек тех или иных видов деревьев, зацветанием определенных растений и т. д.), «биологическая» весна в Западной Европе начинается сейчас примерно на две недели раньше, чем это было 50 лет назад.
Многие птицы в ответ на весеннее потепление стали раньше занимать подходящие для гнездования участки, раньше образовывать пары, строить гнезда и откладывать яйца. Однако этот сдвиг на более раннее время связанных с размножением процессов у разных видов проявляется в разной мере. У птиц оседлых, не улетающих на зимовку, например у большой синицы (Parus major), изменение сроков гнездования происходит легко и, видимо, даже без существенных изменений в наследственно закрепленной программе поведения (см.: Большие синицы и без естественного отбора приспосабливаются к более раннему наступлению весны, «Элементы», 14.05.2008). А вот так называемые «дальние мигранты» — те, кто улетает на зимовку в тропическую Африку (южнее Сахары), испытывают серьезные неприятности. Ведь сроки начала миграции у них заданы реакцией на сезонное изменение фотопериода (длины светового дня), а оно определяется движением Земли вокруг Солнца и никак не зависит от глобального потепления (или похолодания).
Зяблик (Fringilla coelebs) — пример «ближнего мигранта». Зимой остается в пределах Европы. Фото Максим Горпенюка с сайта mywalls.ru
Птицы, находящиеся на зимовке в тропиках, никак не могут знать, что у них на родине давно уже началась весна и они могли бы приступить к гнездованию. А когда они возвращаются, то застают уже совсем не то состояние окружающей живой природы, которое было бы для них оптимально. Основная неприятность для прилетевших издалека птиц в том, что к моменту, когда у них наконец вылупятся птенцы, их будет нечем кормить, поскольку пройдет пик численности насекомых, прежде всего их личинок (например, мелких гусениц), которые являются основным кормом.
Такое происходит, в частности, с мухоловкой-пеструшкой (Ficedula hypoleuca) — еще недавно обычного вида, численность которого на севере Западной Европы сейчас быстро сокращается (см.: Потепление на севере Европы заставляет голодать птенцов мухоловки-пеструшки, «Элементы», 05.05.2006). Орнитологи предполагают, что и ряд других видов перелетных птиц испытывают неблагоприятное воздействие более раннего наступления весны, хотя у «ближних мигрантов» (видов, остающихся на зимовке в пределах Европы или в крайнем случае — долетающих до севера Африки), запаздывание с возвращением к родным пенатам может быть и не столь существенным.
Конечно, естественный отбор будет работать (и наверняка — уже работает) на то, чтобы сместить начало весенней миграции на более ранние сроки. Кроме того, исследователи отмечают, что, прилетев, птицы быстрее приступают к гнездованию. Однако достаточно ли этих изменений биологии птиц, чтобы компенсировать фенологический сдвиг и успеть выкормить птенцов, пока еще не кончился корм? Если численность многих видов птиц на севере Европы снижается, то может ли это происходить из-за того, что они запаздывают с возвращением в места гнездования?
Ответы на эти вопросы попытались дать Никола Сайно (Nicola Saino) из Миланского университета (Италия) и его коллеги из других научных учреждений Италии, Германии, Финляндии и России (Россия представлена Леонидом Соколовым из Зоологического института РАН). Материалом для работы послужили многолетние (за последние 30–50 лет) наблюдения за датой прилета 117 видов птиц в четырех точках на севере Европы. Вот эти точки: о. Гельголанд в Северном море, пос. Рыбачий на Куршской косе (Калининградская область, Россия), о. Юрмо (Jurmo) и мыс Ханко (последние три точки на побережье Балтийского моря). Все они расположены на пути пролета птиц, и там есть станции кольцевания, где птиц отлавливают сетями, кольцуют и выпускают снова.
Для каждой из точек наблюдений определена средняя дата пролета того или иного вида в недавнее время и в предыдущие годы. Чтобы количественно охарактеризовать наблюдающийся в Европе сдвиг фенологических фаз, авторы работы использовали такой показатель, как общее количество тепла (сумма градусо-дней), полученного в каждой их четырех точек наблюдений за период с 1 января до средней даты прилета того или иного вида. Если птицы в ответ на более ранний приход весны начинают прилетать раньше, то в идеале этот сдвиг должен быть таким, чтобы сумма градусо-дней к новой дате прилета оставалась той же, что была и для старой даты (см. схему). Но происходит ли так на самом деле? Или же сдвиг оказывается недостаточным, и тогда полной компенсации упущенных возможностей не наблюдается? А если компенсации нет, то насколько это сказывается на численности птиц в местах их гнездования?
Схема показывает как растет количество тепла, получаемого в определенном месте в конце зимы — весной, в зависимости от календарной даты, и как в связи с потеплением может сдвигаться дата прилета птиц. По горизонтальной оси — календарная дата с середины зимы (в работе принято с 1 января). По вертикальной оси — количество тепла (сумма градусо-дней). Нижняя (синяя) кривая соответствует ситуации в прошлом. Верхняя (красная) кривая — в настоящем. Общее потепление отражено тем, что красная кривая располагается выше синей и круче изгибается вверх. Вертикальные линии соответствуют разным возможным датам прилета птиц. Синяя — старой дате прилета (показана синей стрелкой). Поскольку развитие беспозвоночных (служащих кормом для птенцов) происходит в строгом соответствии с количеством полученного тепла, то оптимальное смещение даты прилета — влево, вплоть до момента, когда в данном месте будет получено столько же тепла, сколько достигалось к прежней дате прилета. Именно в этом случае (крайняя левая вертикальная линия) достигается полная компенсация возможности использования кормовой базы. Но смещение даты прилета на более ранний срок может быть и частичным: тогда достигается только неполная компенсация (вторая слева вертикальная линия). Если дата прилета не меняется (линия отмечена красной точкой), то потери неиспользованных кормовых возможностей весьма значительны. Не исключен и крайне неблагоприятный вариант смещения новой даты на более позднее время (крайняя справа красная линия). Авторы работы показали, что адекватного смещения даты прилета не произошло, и, соответственно, не было возможности успеть использовать полностью кормовую базу. Из обсуждаемой статьи в Proc. R. Soc. B
Результаты исследования показали, что во всех четырех точках, где фиксировали дату прилета, весна стала наступать раньше. Это обстоятельство четко отражалось кривыми накопления тепла (количеством градусо-дней) в зависимости от календарной даты (см. рисунок). Так, по усредненным данным за 1989–2009 годы для 30 апреля (дата, вокруг которой группируется прилет многих птиц), сумма градусо-дней была на 58% больше, чем в течение трех предыдущих десятилетий. Что касается средней даты прилета птиц, то она в последние годы действительно сдвинулась на более раннее время, причем у ближних мигрантов в большей степени, чем у дальних. Однако сдвиг этот оказался недостаточным, чтобы полностью компенсировать более ранее наступление весны.
Графики накопления тепла (сумма градусо-дней) начиная с 1 января в двух точках обследования. Верхний рисунок — мыс Ханко (юг Финляндии), нижний — пос. Рыбачий (Куршская коса, Россия). Цифрами помечены кривые, относящиеся к разным периодам наблюдений: 1 — 1959–1968; 2 — 1969–1978; 3 — 1979–1988; 4 — 1989–1999; 5 — 1999–2009. Кривые за последние 20 лет идут выше, чем за предыдущие десятилетия, что и свидетельствует о потеплении.
Черная гистограмма внизу каждого графика — распределение средних дат прилета для всех изученных птиц. Наверху показана также карта севера Европы с местоположением четырех мест (станций кольцевания), откуда взяты данные по дате прилета. He — о. Гельголанд; R — пос. Рыбачий; J — о. Юрмо; Ha — мыс Ханко. Зеленым цветом показаны страны, в которых оценивалось изменение численности птиц. Данные по Финляндии (показана темно-зеленым цветом) анализировались отдельно. Из обсуждаемой статьи в Proc. R. Soc. B
Отсюда следует вопрос: а может ли запаздывание весенней миграции сказываться на численности птиц? Проанализировав имеющиеся данные по многолетней динамике популяций разных видов птиц в странах Северной Европы, авторы констатируют, что между этими показателями есть статистически достоверная связь: чем больше запаздывание (выраженное через сумму градусо-дней), тем заметнее снижение численности. Таким образом, происходящее сейчас быстрое потепление представляет собой реальную угрозу для существования многих перелетных птиц. Эволюция их жизненного цикла, физиологических реакций, запускающих механизм начала миграции, не поспевает вслед за изменениями климата.
Интересно: Девушки, создавая и меняя всевозможные статусы про любовь и парней, стремятся придать своему образу таинственности и оригинальности.
