Доисторическая миграция может подсказать, как птицы справятся с изменением климата

Новое моделирование позволяет отнести сезонное явление к периоду последнего ледникового периода.

Отредактировано 2023-07-08
Журавли Sandhill улетают с мест зимовки в заповеднике Bosque del Apache в Нью-МексикоЖуравли Sandhill улетают с мест зимовки в заповеднике Bosque del Apache в Нью-Мексико.

Миграция птиц может происходить гораздо раньше, чем предполагалось ранее. Раньше ученые считали, что птицы не могут летать на крыльях по вечно замерзающей Земле, поэтому они определили время двухгодичных миграций примерно в 20 000 лет назад, после последнего ледникового периода.

Однако новое исследование, основанное на модели, опровергает эту идею и предполагает, что некоторые виды птиц, возможно, действительно совершали широкие миграции в условиях глобального оледенения. Хотя полученные результаты не позволяют точно определить, когда птицы начали свои сезонные перелеты, они могут углубить наше понимание крупномасштабных миграционных циклов.

В отличие от предыдущих моделей миграции, исследователи, работа которых была недавно опубликована в журнале Nature Communications, основывали свои моделирования на том, как птицы оптимизируют энергию в движении. Сопоставив эту информацию с данными о доисторическом климате и растительности, они смоделировали маршруты миграции в широты с сезонными запасами ресурсов и обратно за последние 50 000 лет. Система даже успешно предсказала распределение некоторых современных видов, включая разнообразие круглогодичных обитателей тропиков.

"Примерно пятая часть птиц мигрирует, так что это довольно распространенное поведение, но оно все еще плохо изучено в научной литературе", - говорит ведущий автор исследования Мариус Сомвейл, эколог из BirdLife International. "Мы не знаем, как оно возникло, как развивалось и почему они это делают".

Перелетные птицы, скорее всего, прилетают в места размножения весной, чтобы освоить свежие территории и запасы пищи, выбирая районы с суровой зимой и, следовательно, с низкой конкуренцией. Вне брачного сезона они, вероятно, предпочитают более мягкие условия. Однако не все популяции мигрируют: Обитающие птицы эволюционировали, чтобы оставаться на месте. По словам Сомевея, все дело в жонглировании энергетическими затратами, включая размножение, терморегуляцию и передвижение. Если смена обстановки означает получение большего количества калорий в долгосрочной перспективе, отдельные особи могут быть вынуждены перемещаться между сезонами.

То же самое можно сказать и о птицах 50 000 лет назад, несмотря на гораздо меньший градиент региональных температур. Однако эта цифра в значительной степени гипотетическая; она просто представляет собой самый длинный временной интервал, который могло вместить моделирование. Пернатые существа появились в ископаемом состоянии около 165 миллионов лет назад, хотя ученым с трудом удается отличить ранних птиц от их предков динозавров.

Тем не менее, эта модель может стать значительным шагом вперед в отслеживании миграции. Большинство исторических прогнозов опираются на текущие знания о привычках птиц и предполагают, что ничего не изменилось, говорит Адриаан Доктер, эколог, изучающий миграцию птиц в Корнельском университете. Метод энергоэффективности Сомвейля, отмечает он, уникален и, похоже, успешно работает в своих симуляциях.

В будущем авторы планируют провести моделирование конкретных видов, особенно в условиях изменения климата и его отголосков в эпоху последнего ледникового максимума. Например, когда растаял массивный ледниковый щит, покрывавший Северную Америку, вероятно, произошел всплеск миграционной активности на всех открытых землях, говорит Сомевейл; птицы смогли пролететь большее расстояние и создать условия для размножения дальше на север.

Сегодня повышение температуры заставляет некоторых птиц отправляться на север раньше каждой весны. Изменение климата также может привести к изменению скорости ветра, влияющего на эффективность полета во время миграции. По словам Сомвейла, подобные исследования находятся в зачаточном состоянии, поскольку нет единого понимания того, как различные виды реагируют на изменение климата в глобальном масштабе. Тем не менее, быстрые изменения в поведении птиц за последние несколько десятилетий напоминают нам о том, что некоторые птицы могут довольно сильно изменить свои стратегии. Связь между миграциями животных на большие расстояния и биологическими процессами может помочь ученым понять эти переходы, будь то сейчас или много тысячелетий назад. Как сказал автор исследования, эколог Йельского университета Уолтер Джетц: "Это имеет огромное значение для поддержания устойчивого развития планеты".