Известно, что использование птиц в клетках для предупреждения шахтеров о невидимых опасностях таких газов, как угарный газ, породило поучительную метафору «канарейка в угольной шахте».
Но помимо того факта, что воздействие токсичных газов в замкнутом пространстве убивает птиц в клетках, прежде чем воздействовать на людей, своевременно предупреждая шахтеров, что мы знаем о влиянии загрязнения воздуха на птиц?
Не так много, как вы думаете, считают исследователи из Университета Висконсин-Мэдисон.
«Мы много знаем о воздействии загрязнения воздуха на здоровье человека, и мы много знаем о воздействии загрязнения воздуха на экосистемы», - объясняет Трейси Холлоуэй, профессор Института экологических исследований имени Нельсона при Университете Вашингтона в Мэдисоне. «Мы были удивлены, обнаружив, как мало мы знаем о том, как загрязнение воздуха влияет на птиц».
В статье от 11 августа в журнале Environmental Research Letters Холлоуэй, эксперт по качеству воздуха, и ее бывшая аспирантка Оливия Сандерфут просматривают почти 70-летнюю научную литературу, чтобы оценить уровень знаний о том, как воздух загрязнение напрямую влияет на здоровье, благополучие, репродуктивный успех и разнообразие птиц. Эта работа является частью продолжающейся стипендии Sanderfoot National Science Foundation Graduate Research Fellowship.
Согласно обзору литературы, проведенному группой из Висконсина, только два полевых исследования с 1950 года рассматривали какой-либо аспект здоровья и экологического благополучия популяций диких птиц в Соединенных Штатах. Во всем мире существует лишь несколько исследований, в которых оценивается влияние прямого воздействия загрязнителей воздуха на здоровье птиц. Они охватывают исследования всего нескольких десятков видов птиц из примерно 10 000 или около того видов птиц, известных во всем мире.
Часть проблемы, по словам Сандерфута, заключается в большом количестве действующих переменных. Мало того, что трудно проводить исследования сообществ диких птиц, но и такие факторы, как типы и уровни загрязнения воздуха, динамические атмосферные условия, реакции, специфичные для разных видов, а также сложность выделения прямого и косвенного воздействия загрязнения воздуха могут поставить в тупик даже самые основные усилия по оценке того, как птицы ведут себя при воздействии химических веществ в воздухе.
«В этой области предстоит проделать большую работу, - говорит Сандерфут. «Качество воздуха - это постоянно меняющаяся проблема во всем мире. Необходимо учитывать различные типы загрязнения воздуха и различные виды животных во всем мире. У нас очень мало понимания уровней загрязнения, которым подвергаются птицы."
Пробелы в нашем понимании, согласно новому исследованию, включают воздействие загрязнения воздуха на дыхательную систему птиц; токсическое воздействие на птиц, включая повышенный уровень стресса и иммуносупрессию; поведенческие изменения; влияние на репродуктивный успех и демографию, например, изменение плотности популяции, видового разнообразия и состава сообщества.
Холлоуэй, возглавляющий Группу прикладных наук НАСА по здоровью и качеству воздуха (многоотраслевая группа исследователей, которая служит связующим звеном для анализа данных об окружающей среде, полученных с созвездия спутников наблюдения Земли), отмечает, что изучение эффектов воздействия загрязнения воздуха на людей сравнительно легче оценить, поскольку больничные записи и данные о смертности легко доступны для ученых. По ее словам, загрязнение воздуха, по сути, является одной из ведущих и наиболее прямых экологических угроз для здоровья человека.
Что делает птиц потенциально более уязвимыми к атмосферным загрязнениям, так это эффективность дыхательной системы птиц.
«Птицы дышат в одном направлении», - отмечает Сандерфут. «Они определенно дышат более эффективно, чем люди, и было высказано предположение, что, поскольку их дыхательная система намного эффективнее нашей, они с большей готовностью улавливают загрязнители воздуха».
Исследование является трамплином для новых исследований, утверждают Сандерфут и Холлоуэй, и может быть особенно важным, учитывая роль птиц как видов-стражей в окружающей среде.
«Когда вы разговариваете с экологами-орнитологами, загрязнение воздуха не обязательно воспринимается как проблема высокого уровня», - говорит Холлоуэй. «Такие вещи, как климатические и ландшафтные изменения, стоят на первом месте в их списке с точки зрения плотности населения, видового разнообразия, экологического стресса. Но мы знаем, что загрязнение воздуха представляет собой серьезный риск для здоровья человека, и из нашего исследования мы довольно ясно видим, что влияет и на птиц."