Международная исследовательская группа обнаружила убедительные доказательства того, что воробьиные птицы вблизи экватора живут дольше, чем их собратья в более высоких широтах.
Их результаты, опубликованные сегодня в журнале The Auk: Ornithological Advances, подчеркивают распространенность широких широтных закономерностей в истории жизни птиц. В статье обобщаются результаты шестилетних исследований птиц в тропическом лесу недалеко от Манауса, в центре бассейна Амазонки, и сравниваются результаты Манауса с результатами, полученными в одиннадцати других местах на широте более шестидесяти градусов по всей Америке.
Уже более полувека хорошо известно, что птицы из тропических районов, как правило, откладывают меньше яиц за одну кладку, чем птицы из регионов с умеренным климатом или более высоких широт. Это может означать, что популяции тропических птиц растут медленнее, чем популяции из более высоких широт, но нет эмпирических подтверждений такой разницы в темпах роста популяций. Как следствие, орнитологи подумали, что какой-то другой аспект истории жизни птиц должен демонстрировать широтные вариации, которые компенсируют тенденцию размера кладки.
Вероятность выживания взрослого человека, которая выражается в продолжительности жизни, часто считается компенсирующей переменной истории жизни. Более высокая выживаемость в тропических регионах компенсирует меньший размер кладки. Тем не менее, было мало доказательств, подтверждающих идею высокой выживаемости в тропиках. Действительно, возможно, самое тщательное сравнение выживаемости птиц на сегодняшний день, исследование 1990 года, проведенное Джеймсом Р. Карром и его коллегами, не обнаружило поддержки широтной тенденции и было озаглавлено «Выживет ли догма?»
Альтернативная идея заключается в том, что при отсутствии широтной тенденции в выживаемости взрослых особей она может иметь место в показателях выживаемости молодых особей. Соответственно, исследование 2011 года под руководством Кори Таруотера из Университета Вайоминга зафиксировало исключительно высокую выживаемость молоди у одного из видов воробьиных в Центральной Америке и предположило, что это может быть частью более широкой тенденции. Однако с небольшими различиями в выживаемости взрослых и более высокой выживаемостью молоди в тропиках следует ожидать относительно небольшой разницы между показателями выживаемости взрослых и молодых особей в тропиках.
Авторы настоящего исследования под руководством Гонсалу Ферраза из Федерального университета Риу-Гранди-ду-Сул, Бразилия, решили измерить разницу между выживаемостью ювенильных и взрослых особей для группы из сорока видов на их участке в Манаусе., в бразильской Амазонии на два градуса южнее экватора. Их первым ключевым открытием было то, что средняя выживаемость несовершеннолетних в выборке из Манауса явно ниже, чем средняя выживаемость взрослых особей. Впоследствии они провели метаанализ изменения выживаемости в зависимости от широты, объединив данные по 175 видам и двенадцати участкам от Перу до Аляски.
«Стало ясно, что в среднем лесные воробьиные живут дольше в тропических регионах, чем в регионах с умеренным климатом», - говорит Ферраз. Статистически отрицательная связь между широтой и выживаемостью сохраняется, даже если анализ совместно учитывает общее происхождение изучаемых видов, время, в которое были получены оценки выживаемости, и способ миграции видов.
Основная методологическая трудность этого исследования, по словам авторов, заключалась в том, что тропических птиц особенно трудно состарить. В то время как в высоких широтах у птиц общий и четко ограниченный сезон размножения, тропические птицы часто размножаются в течение всего года, когда для этого есть подходящие условия. В результате, в то время как орнитологи умеренных зон обнаруживают молодых птиц в виде дискретных импульсов особей того же возраста, тропические орнитологи отбирают популяции, которые содержат все возможные возрасты одновременно.
Решение было двоякое: углубленное изучение определения возраста в полевых условиях и статистический учет птиц неизвестного возраста. «Старение тропических птиц в полевых условиях - это упражнение по чтению линек оперения», - говорит Алехандра Муньос, колумбийский биолог и первый автор исследования. Алехандра и ее полевая группа состаривают птиц с помощью набирающей популярность системы Вульфа-Райдера-Пайла (WRP). WRP делит жизнь любой птицы на различимые циклы линьки и использует информацию о циклах, чтобы определить, находятся ли птицы в их первом или последующих годах жизни.
Тем не менее, после всех усилий по определению возраста птиц в полевых условиях, немалое количество особей пришлось отнести к категории «неизвестный возраст». «Решением бедняка было бы выбросить данные о неизвестном возрасте», - говорит Марк Кери, научный сотрудник Швейцарского орнитологического института и соавтор исследования. Кери разработал статистическую «смешанную модель», которая использует разницу между оценками выживаемости молодых особей, птиц неизвестного возраста и взрослых особей для оценки доли взрослых птиц неизвестного возраста и включения их информации в исследование.
Тот факт, что у воробьиных тропических лесов выживаемость выше, чем у их более высокоширотных собратьев, может помочь орнитологам понять, как давняя широтная тенденция в размере кладки может поддерживаться без широтных различий в темпах роста популяции. Идея долгоживущих тропических птиц больше не может рассматриваться как «догма». Что еще предстоит понять, так это относительную важность выживания среди других возможных компенсирующих признаков и механизм, с помощью которого развивались наблюдаемые широтные тенденции.