Многие североамериканские перелетные птицы уменьшаются в размерах из-за повышения температуры за последние 40 лет. Но согласно новому исследованию Вашингтонского университета в Сент-Луисе птицы с очень большим мозгом по сравнению с размером тела не уменьшились так сильно, как птицы с меньшим мозгом. Это исследование впервые выявило прямую связь между когнитивными способностями и реакцией животных на антропогенное изменение климата.
Изменения размеров тела у певчих птиц небольшие, но существенные, затрагивающие знакомые виды воробьев, славок и дроздов. На самом деле изменения в размерах настолько масштабны, что некоторые ученые предположили, что их уменьшение является универсальной реакцией на потепление. Но новое исследование, опубликованное в журнале Ecology Letters, показывает, что птицы с большим мозгом способны перехитрить мысли, по крайней мере, до определенной степени.
«По мере того, как температура повышается, размеры тела уменьшаются», - сказал Джастин Болдуин, кандидат наук в лаборатории Карлоса Ботеро, доцента биологии факультета искусств и наук Вашингтонского университета. «Но виды с большим мозгом сокращаются менее сильно, чем виды с маленьким мозгом».
Болдуин и его соавторы проанализировали информацию примерно о 70 000 птиц, погибших при столкновении со зданиями в Чикаго с 1978 по 2016 год. Они дополнили этот обширный набор данных, впервые опубликованный исследователями из Мичиганского университета, новые измерения объема мозга и данные о продолжительности жизни для 49 из 52 видов североамериканских перелетных птиц, включенных в первоначальное исследование.
Птицы, которые имели очень большой мозг по сравнению с их телом, имели уменьшение размера тела, которое составляло лишь около одной трети от наблюдаемого у птиц с меньшим мозгом, обнаружили ученые из Вашингтонского университета.
И большие мозги имеют значение для птиц.
Относительный размер мозга часто считается косвенным показателем поведенческой гибкости у птиц. Эта идея вызывает споры, когда она применяется к некоторым другим животным, сказал Болдуин, но она хорошо работает для птиц.
«Относительный размер мозга коррелирует с повышенной способностью к обучению, улучшенной памятью, более продолжительной продолжительностью жизни и более стабильной динамикой населения», - сказал Болдуин.
«В этом случае вид птиц с большим мозгом мог бы уменьшить воздействие высоких температур, например, выискивая микросреды обитания с более низкими температурами», - сказал он..
Новые результаты важны, потому что впервые ученые смогли показать прямую связь между познанием и фенотипическими реакциями на изменение климата.
Больше или лучше вариантов
Не совсем понятно, почему так много певчих птиц уменьшаются в размерах при повышении температуры. Одно из возможных объяснений заключается в том, что жара вызывает стресс, а птицы с меньшим телом лучше рассеивают тепло. Это объяснение согласуется с наблюдениями о том, что птицы, живущие в более теплых частях обычного географического ареала своего вида, меньше, чем те, которые живут в более холодных частях своего ареала.
Но сокращение размера связано с потенциальными затратами на физическую форму - например, усилением хищничества или снижением конкурентоспособности - чего птицы в целом могут захотеть избежать. В этом контексте наличие большего мозга может предложить альтернативы, недоступные для видов с маленьким мозгом.
«Одна из первых вещей, которые приходят мне в голову после этих выводов, это то, что мы уже видим, что изменение климата оказывает непропорциональное влияние на виды, которые менее способны справляться с изменениями окружающей среды через свое поведение», - Ботеро. сказал.
«Это не означает, что изменение климата не влияет на мозговитых птиц, - сказал Ботеро, - или что у мозговитых птиц все будет хорошо. Наши результаты показывают, что изменение климата может иметь гораздо более сильный эффект. на менее мозговитых птиц."
«Виды, которые мы изучали, имели только двукратную разницу в относительном размере мозга, что было достаточно, чтобы уменьшить влияние повышения температуры размножения на 70 процентов», - сказал Болдуин. «Это говорит нам о том, что даже небольшие различия в познании имеют значение».
Выводы также имеют практическое значение для сохранения, так как 3 миллиарда птиц (примерно каждая третья) были потеряны в Северной Америке с 1970-х годов. «Вероятно, это естественный отбор, который по-разному влияет на разные виды», - сказал Болдуин.
"Быстрые изменения в окружающей среде часто приводят к появлению нескольких победителей и множества проигравших, что очень прискорбно", - сказал он.«Многие популяции диких животных переместились в более холодные места по мере того, как планета нагревалась. Отбор заставляет тех, кто не двигается, приспосабливаться, например, изменяя размер своего тела.
Анализ Болдуина показывает, что виды с меньшим мозгом могут подвергаться особенно сильному естественному отбору, и этот факт может потребоваться учитывать планировщикам при управлении природоохранной деятельностью.
«Когда дело доходит до смягчения последствий изменения климата и планирования, главная цель - поддерживать связь на уровне населения», - сказал Болдуин. «Мы хотим позволить видам двигаться к полюсам или подниматься вверх по склону, чтобы не отставать от потепления климата. Наши результаты показывают, что этот тип вмешательства может быть особенно важен для видов с меньшим мозгом».