Арктический морской лед в настоящее время сокращается со скоростью 12,8 процента за десятилетие - в 2012 году было зафиксировано самое низкое количество летнего льда за всю историю наблюдений. Резкое изменение имеет многочисленные последствия для арктических экосистем, от увеличения судоходства (первое коммерческое судно-контейнеровоз пересекло Северный Ледовитый океан осенью 2018 года) до изменения пищевых сетей.
Но кольчатых нерп в Арктике больше всего беспокоит не отсутствие льда, а отсутствие снега.
В то время как кольчатые тюлени (Phoca hispida) полагаются на устойчивый морской лед, чтобы родить и вырастить детенышей, они также полагаются на достаточно глубокие снежные сугробы, в которых можно рыть берлоги, которые очень похожи на снежные пещеры и могут означать разница между жизнью и смертью. Берлоги обеспечивают изоляцию от сильного холода и предлагают некоторую защиту от хищников, удерживая их детенышей вне поля зрения бродячих белых медведей - их главного хищника - до тех пор, пока их не отлучат от груди. На детенышей охотятся косатки, моржи, волки, собаки, росомахи, акулы и даже чайки. Наряду с обеспечением укрытия, в логове есть отверстия для дыхания, которые обеспечивают прямой доступ к водам внизу для тюленей для охоты на полярную и полярную треску и различных планктонных ракообразных, необходимых для выживания. В годы с плохим снежным покровом детеныши могут рождаться на поверхности льда, но смертность этих детенышей, которые при рождении весят всего десять фунтов, чрезвычайно высока.
Ученые уже заметили и предсказали, что высокая смертность детенышей связана с плохими условиями окружающей среды, такими как ранний ледоход и малоснежье. Теперь исследователи пошли еще дальше, связав эти гипотезы с прогнозами будущих весенних снежных и ледовых условий, разработав математическую модель и сделав на ее основе некоторые суровые выводы для популяций у залива Амундсена и залива Принца Альберта в Канаде.
Доклад опубликован сегодня в журнале Экологического общества Америки Ecological Applications.
«Было удивительно видеть, как мало снега, по прогнозам, будет доступно для строительства логовищ в будущем», - сказал ведущий автор Джоди Реймер, кандидат наук в Университете Альберты. Она была удивлена как размахом прогнозируемого сокращения популяции - от 50 до 99 процентов к 2100 году, - так и тем фактом, что это снижение, по-видимому, в значительной степени вызвано недостаточным количеством снега на льду, а не ранним вскрытием льда..
В дополнение к общему сокращению популяции тюленей модель прогнозирует, что со временем будет меньшая доля молодых особей по сравнению с взрослыми особями и щенками, поскольку меньше щенков доживает до подросткового возраста. Как правило, каждое последующее поколение становится немного мельче, и последствия этого наиболее остро проявляются на ювенильных стадиях, особенно у долгоживущих кольчатых нерп с продолжительностью жизни до 43 лет..
Реймер также говорит, что эти результаты и прогнозы не были бы сделаны без новой математической модели, которая выявила вопиющие проблемы с предыдущими наблюдениями, а именно годовую выживаемость взрослых особей.
«Когда мы поместили ранее опубликованные демографические оценки в нашу модель, она предсказала резкое сокращение популяции, которое не согласуется с тем фактом, что кольчатая нерпа все еще существует в этом районе», - сказал Реймер. Кольчатая нерпа считается несколько загадочным видом, который, как известно, трудно поддается изучению. Оценки выживаемости и репродуктивности собирались годами, но до сих пор эти оценки не были объединены в модель на уровне популяции.
Зависимость кольчатой нерпы от морского льда и снега делает ее хорошим индикатором изменения климата. Это самый многочисленный арктический тюлень с огромным географическим распространением, поэтому они подвержены широкому спектру воздействий изменения климата. Кроме того, изменения в составе сообщества арктических морских систем можно увидеть по их рациону, поскольку они меняют свою добычу в зависимости от того, что доступно.
Итак, кольчатая нерпа как вид-индикатор предоставляет информацию о состоянии арктических морских экосистем. Но эта информация зависит от способности обнаруживать крупномасштабные изменения, возникающие в результате климатических изменений. Кроме того, необходимо предвидеть будущие экологические проблемы. В частности, для кольчатой нерпы, учитывая ее чувствительность к снежному покрову, лучшее понимание и моделирование факторов, влияющих на выживание взрослых особей, имеет важное значение для оценки жизнеспособности популяции по мере изменения климата Арктики..
Похоже, что Реймер и ее коллеги уже на пути к прогнозированию этих изменений: «Я думаю, что это пример случая, когда моделирование действительно может помочь в интерпретации полевых данных и помочь информировать будущие полевые исследования.."