Несмотря на то, что американская пищуха считается самым симпатичным существом в национальных парках США, американская пищуха вынослива и чувствует себя как дома на рыхлых альпийских скалах в продуваемых ветрами горных районах. Родственники кроликов и зайцев, пищухи живут в холодном, влажном климате и на возвышенностях, проводя зимы в заснеженных домах, питаясь хранимой травой и другим кормом, который они собрали, и отваживаются на большее только тогда, когда позволяет погода.
К несчастью для этих очаровательных маленьких млекопитающих, они довольно чувствительны к перегреву - они умирают, если подвергаются воздействию температуры выше 77°F более шести часов. Из-за своего смертельного порога для теплового стресса пищухи являются индикаторами того, как меняющиеся условия окружающей среды могут повлиять на обитающие в горах виды.
Может показаться, что опасность для пищух в основном связана с повышением температуры и экстремальной летней жарой. Однако в некоторых случаях уменьшение снежного покрова и снижение влажности воздуха могут представлять большую угрозу для пищух.
Дефицит давления пара (ДВД) можно сравнить с засушливостью воздуха - чем выше ДПД, тем суше. VPD регулирует рост многих растений, от которых пищухи зависят, а также контролирует образование облаков и снега. Если VPD станет выше, это затормозит рост растений, от которых пищухи зависят в качестве пищи, и сократит снежные покровы, которые они используют для защиты от экстремальных температур. Снежный покров также хранит воду до весны, когда он обеспечивает водой кормовые растения, которые едят пищухи.
Группа исследователей под руководством Аарона Н. Джонстона из Геологической службы США стремилась понять, как изменение климата, особенно изменения снежного покрова и VPD, влияют на пищух. В статье, опубликованной недавно в журнале Ecology of America’s Ecological Society of America, они связали численность популяции с погодой и динамикой снежного покрова в комплексе обслуживания национальных парков North Cascades в штате Вашингтон. На северо-западе Тихого океана, в месте с мягким летом и преобладающими прохладными и влажными условиями, пищухи обитают на необычно низких высотах, в том числе вблизи уровня моря.
Исследуемый период включал в себя год с рекордно низким снежным покровом и высокой VPD (очень сухой воздух) зимой 2014-2015 гг., что позволило получить ценные данные о влиянии этих переменных на экосистему. Далее исследователи изучили динамику на разных высотах - низкой, средней и высокой.
Результаты были на удивление разными, с разной динамикой, действующей на разных высотах.
«Мы ожидали, что снежный покров будет важным фактором, потому что он выполняет много важных экологических функций для пищух», - сказал Джонстон. «Эффект VPD зимой стал большим сюрпризом».
На самых низких высотах население заметно сократилось. Необычно высокий VPD во время снежной засухи привел к тому, что высушенные виды кормовых растений, привыкшие к влажным условиям, и нехватка пищи могли побудить недоедающих пищух отказаться от размножения. Холодное воздействие, по-видимому, не повлияло на этих пищух, где обычно отсутствует снежный покров из-за в целом высоких температур.
На средних высотах наибольший эффект оказал холод, а не сухой воздух. Вдоль узкой полосы высот, около 1200-1500 метров, популяциям пищух не хватало сильного снежного покрова, в котором они могли бы искать убежище и защиту от сильного холода. Однако именно спад воспроизводства в следующем году, а не смертность пищух за одну зиму, привел к падению численности популяции. У пищух, возможно, даже резорбировались зародыши в ответ на холодовой стресс снежной засухи.
На больших высотах, где снег часто держится до 7-9 месяцев, фураж снова стал важной движущей силой изобилия. Популяции увеличились, имея достаточный снежный покров для изоляции, несмотря на снежную засуху, и извлекая выгоду из увеличения доступности кормов из-за более раннего таяния снега и более продолжительного сезона роста для пищи. Пики могли потреблять и собирать достаточно пищи, чтобы улучшить свое здоровье и способность производить много потомства в течение следующей зимы.
Учитывая повсеместное влияние влаги на физиологию растений и животных, авторы находят отсутствие предыдущих исследований реакции животных на VPD удивительным.
«Влажность отличается от климатических факторов температуры и осадков, которые обычно используются для объяснения распределения животных», - заявил Джонстон. «Включение влаги в модели распределения видов должно улучшить экологическое понимание видов и их реакции на изменение климата."
Виды-индикаторы климата, такие как пищухи, обеспечивают ряд экосистемных услуг и играют важную роль в биоразнообразии. Пищу служат источником пищи для ряда хищников, включая ласку, койота и хищных птиц. Они также являются инженерами экосистемы - их поиск пищи способствует разнообразию и распространению различных видов растений и питательных веществ. Следовательно, гибель пищух может иметь много длительных ужасных последствий для окружающей среды и служить предвестником в прогнозировании потенциального воздействия изменения климата на жизнь животных и растений на большей части континентальной части США.
Поскольку экстремальные явления, такие как снежная засуха, продолжают учащаться, то, как эти события и их взаимодействие с VPD повлияют на виды животных, остается в значительной степени неизученным. Поддержка продолжения исследований видов-индикаторов климата, таких как пищуха, имеет решающее значение.