Гнездо кулика-сороки смыло штормовым нагоном. Австралийские воробьиные птицы погибают во время сильной жары. Поздний мороз в районе их размножения убивает группу американских скалистых ласточек. Небольшие трагедии, которые могут показаться несвязанными, но указывают на долгосрочное воздействие экстремальных климатических явлений. В специальном июньском выпуске Philosophical Transactions of the Royal Society B исследователи из Нидерландского института экологии (NIOO-KNAW) представили новый подход к этим «экстремальным» исследованиям.
Крайности, выбросы, катаклизмы. Как область биологических исследований она все еще находится в зачаточном состоянии, но интерес к влиянию экстремальных погодных и климатических явлений на природу быстро растет. Отчасти это связано с тем, что сейчас становится все более очевидным, что влияние экстремальных явлений на поведение животных, экологию и эволюцию может быть больше, чем влияние «нормальных» периодов между ними. И отчасти потому, что частота таких событий, вероятно, возрастет из-за изменения климата.
Не с 1 по 1
Но как мы вообще определяем экстремальные явления? Это проблематично, объясняют исследователи NIOO Марсель Виссер и Мартин ван де Пол. «Для климатологов погода должна быть теплее, холоднее или более экстремальной в другом отношении, чем она есть в 95% случаев. Но это не обязательно делает ее экстремальной с точки зрения ее воздействия на природу. 1 корреспонденция."
По мнению исследователей и группы международных коллег, большинство данных свидетельствует о том, что воздействие варьируется в зависимости от вида и обстоятельств. «Очевидно, что воздействие пары экстремально холодных дней в декабре на птицу не будет таким же, как в апреле или мае, когда в гнезде есть птенцы.«Это очень затрудняет прогнозирование последствий крайностей.
«Мы также недостаточно знаем о долгосрочных последствиях для природы этих крайне важных крайностей», - говорят Ван де Поль и Виссер. «Но это может измениться». В качестве приглашенных редакторов тематического номера старейшего в мире научного журнала, посвященного экстремальным климатическим явлениям, они оценивают имеющиеся знания и пробелы, которые существуют в настоящее время. Они предлагают «дорожную карту» для дальнейшего развития этой новой области исследований, направленную на упрощение сравнения и синтеза информации из разных областей.
Дополнительная сложность заключается в том, что штормовые нагоны, периоды сильной жары продолжительностью пять или более дней и десятилетия засухи, как правило, случаются довольно редко. Но когда они происходят, последствия часто бывают катастрофическими: сложная комбинация для исследователей. Ван де Поль: «Возьмите Ваттовое море. В конце 12 века случился шторм, который полностью изменил Ваттовое море. Экологические последствия этого шторма сохранялись десятилетиями, если не веками». «Или возьмите динозавров, - добавляет Виссер. - Они так и не оправились от удара одного метеорита в Мексике».
Смертельно для фей?
Менее катастрофические события тоже могут иметь серьезные последствия. Два примера из Фил. Транс. B - это ловцы-сороки, которые строят свои гнезда недалеко от побережья, несмотря на повышение уровня моря, и крапивники - австралийские воробьиные птицы - которые все чаще подвергаются воздействию волн тепла и высоких температур, иногда с фатальными последствиями.
Представьте, что вы ловец устриц: вот вы сидите там, мирно высиживая яйца на солончаке, а в следующий момент ваше гнездо исчезло. Поглощен Вадденским морем во время штормового нагона. Покадровая съемка исследователей с Вадденского острова Схирмонникоог ясно демонстрирует опасность. Ван де Поль. «Мы изучали эти гнезда в течение двух десятилетий, и за это время количество затоплений увеличилось более чем в два раза. Но ловцы устриц не предпринимают никаких действий."
Исследователи стремились выяснить, будут ли птицы учиться на собственном опыте и строить свои гнезда на возвышенности - безопаснее, но дальше от их любимых морепродуктов, «но они этого не делают». Это может привести к естественному отбору, основанному на высоте гнезда, и выживут только те заводчики, которые строят свое гнездо на возвышенности. Но это может повлиять на будущую жизнеспособность популяции.
В другом примере рассматривается влияние на два вида воробьиных птиц уменьшения количества периодов холода и увеличения количества периодов сильной жары. Краснокрылый крапивник и белобровый крапивник обитают на юго-западе Австралии, и в экологическом отношении они очень похожи. Так как же они реагируют с течением времени? Изменяют ли они размер своего тела, чтобы смягчить воздействие экстремальных температур? Ван де Поль: «Данные за почти 40 лет показывают, что два вида, хотя и очень похожие, реагируют совершенно по-разному."
Ракетостроение?
Могут ли редкие экстремальные явления с большей вероятностью определять успех или неудачу популяций, чем гораздо более длительные «нормальные» периоды между ними?
«Допустим, вы изучали гнездящуюся популяцию перелетных птиц в течение 49 лет, - объясняет Марсель Виссер, - и год за годом у птиц, прилетающих ранней весной, больше всего птенцов. Трудно понять, почему больше птиц не прилетают рано. Затем в 50-м году ночь экстремально холодной погоды внезапно убивает 80% ранних прилетевших, а опоздавшие спасаются от резни. Это может объяснить, почему поздние птицы так успешно пролетают на их черты."
Если это звучит так, будто делать прогнозы действительно очень сложно, Виссер соглашается. «Это не совсем ракетостроение, - говорит он, - с его сложными и замысловатыми расчетами. На самом деле все гораздо сложнее!»