Отрицательные последствия потепления для перелетных птиц

От глобального потепления страдают не только белые медведи и тюлени, неблагоприятно оно и для ряда перелетных птиц, гнездящихся на севере Европы. Из-за повышенных средних температур во второй половине зимы и весной «биологическая весна» в умеренных и северных широтах теперь наступает раньше. Начало цветения растений, распускание листьев определенных видов деревьев, выход из зимней диапаузы насекомых — все эти и другие аналогичные сезонные явления сместились на более раннее время. В Западной Европе, для которой есть долговременные ряды фенологических наблюдений, «биологическая весна» за последние 50 лет сдвинулась примерно на две недели раньше.

Впрочем, многие организмы к более раннему наступлению весны вполне успешно приспособились. Так, большие синицы (Parus major), которых в окрестностях Оксфорда детально изучают уже почти 50 лет, приступают к размножению теперь на 14 дней раньше [8]. Некоторые славки-черноголовки (Sylvia atricapilla), гнездящиеся в центральной Европе (юг Германии и Австрия) и зимовавшие на Пиренейском п-ове и на севере Африки, начали летать на Британские о-ва, где благодаря потеплению могут комфортно проводить зиму. Поскольку до нового места зимовки лететь короче, то и возвращаются птицы раньше. Вернувшись же, они занимают для гнездования лучшие места и по сути начинают образовывать новую популяцию (ведь скрещиваются они преимущественно между собой), которая генетически сможет обособиться от родительской популяции, члены которой по-прежнему проводят зиму на Пиренейском п-ове [9].

Однако дальние мигранты, улетающие из Европы на зимовку в Африку южнее Сахары, испытывают неблагоприятные последствия десинхронизации своего внутреннего физиологического ритма с сезонными процессами в местах их гнездования. Так, в Нидерландах из-за раннего наступления весны резко сократилась численность мухоловки-пеструшки (Ficedula hypoleuca), до недавнего времени бывшей там массовым видом [10]. Дело в том, что зимуют мухоловки в сухих лесах Западной Африки (примерно на широте 10^о С.Ш.), а сроки их отлета на родину, определяемые генетически закрепленной реакцией на изменение длины светового дня, не изменились. Возвратившись же в места гнездования, птицы застают там совсем не то состояние природы. Фенологически весна уже ушла на две недели вперед. Мухоловки быстрее, чем раньше образуют пары, быстрее занимают места, подходящие для устройства гнезд (в Голландии это почти исключительно развешенные человеком дуплянки), и откладывают яица. Но ведь нужно еще время на их высиживание (12—14 дней), а когда наступает пора кормить вылупившихся птенцов, то оказывается, что уже прошел пик численности их основного корма — зеленых гусениц (личинок бабочек пядениц, питающихся молодой листвой деревьев). Конечно, в отдельные годы в силу погодных условий «биологическая весна» может наступить несколько позже, и тогда мухоловки еще успевают застать период обилия корма, но в большинстве случаев они не поспевают за произошедшим сдвигом.

Располагая данными по гнездованию мухоловок и состоянию их кормовой базы за ряд лет, исследователи смогли выявить четкую корреляцию между изменением численности птиц и пиком «зеленых гусениц»: чем раньше он наблюдается, тем сильнее снижается за этот год численность мухоловок (рис. 4). Скорее всего, естественный отбор пытается сдвинуть сроки начала миграции с мест зимовки на более раннее время, но он явно не успевает за переменами в окружающей среде. Следует также иметь ввиду, что сезонные изменения длины светового дня в низких широтах крайне малы и «коррекция» биологических часов может протекать труднее, чем в более высоких широтах.

Наступающая «раньше времени» весна отражается на жизни многих других перелетных птиц. Группа орнитологов разных стран, используя данные многолетних (30—50 лет) наблюдений* за прилетом более сотни видов птиц на север Европы, установила, что почти у всех у них дата прилета сдвинулась на более раннее время [11]. Причем для «ближних мигрантов», остающихся зимой в пределах Европы или самого севера Африки, этот сдвиг существеннее, чем для «дальних мигрантов», летящих на зимовку в более низкие широты. Но достаточно ли этого сдвига, чтобы компенсировать ранний приход весны в местах их гнездования? Поскольку более раннее развитие растительности и насекомых определяется повышенной температурой в конце зимы — начале весны, количественно охарактеризовать фенологический сдвиг можно, используя такой показатель, как общее количество тепла, полученное какой-то конкретной местностью за определенный период. По данным метеостанций, для каждой их четырех точек наблюдений рассчитывали сумму градусо-дней, накопившуюся с 1 января до средней даты прилета того или иного вида птиц. Если в ответ на более раннее наступление «биологической весны» птицы начинают прилетать раньше, то в идеале этот сдвиг должен быть таким, чтобы сумма градусо-дней к новой дате прилета оставалась той же самой.

Суть подхода показана на схеме (Рис. 5.). Здесь по горизонтальной оси – календарная дата с 1 января. По вертикальной – количество тепла, выраженное как сумма градусо-дней. Нижняя (синяя) кривая соответствует ситуации в прошлом. Верхняя (красная) – в настоящем. Общее потепление отражено тем, что красная кривая располагается выше синей и круче загибается вверх. Вертикальные линии соответствуют разным возможным датам прилёта птиц. Синяя вертикаль соответствует старой дате прилета (показана синей стрелкой). Поскольку развитие беспозвоночных, служащих кормом для птенцов, происходит в соответствии с количеством полученного тепла, оптимальное смещение даты прилёта – влево, вплоть до момента, когда в данном месте будет получено столько же тепла, сколько достигалось к прежней дате прилёта. Именно в этом случае (крайняя левая вертикальная линия) достигается полная компенсация возможности использования кормовой базы. Такая возможность была бы утеряна, если бы календарная дата прилёта оставалась той же. Но смещение даты прилёта на более ранний срок может быть и частичным: тогда достигается неполная компенсация (вторая слева вертикальная линия). Если дата прилёта не меняется (линия отмечена красной точкой), то потери неиспользованных кормовых возможностей весьма значительны. Не исключен и вариант смещения новой даты на более позднее время (крайняя справа красная линия). Это крайне неблагоприятный вариант.

* Исходные данные получены на нескольких станциях кольцевания: на о.Гельголанд в Северном море и в трех точках в южной части Балтийского моря, в том числе, в пос.Рыбачий на Куршской косе (Калининградская обл., Россия).

Результаты исследования показали, что во всех четырех точках, где фиксировали дату прилета, весна стала наступать раньше. По усредненным данным за 1989—2009 гг. для 30 апреля (даты, вокруг которой группируется прилет многих птиц), сумма градусо-дней была на 58% больше, чем в течение предыдущих 30 лет. Что же касается средней даты прилета, то она хоть и сместилась на более раннее время, но недостаточно для того, чтобы полностью компенсировать произошедший в местах гнездования сдвиг состояния среды (Рис. 6).

Проанализировав имеющиеся многолетние данные по состоянию популяций разных видов птиц в странах Северной Европы, авторы установили, что запаздывание прилета сказывается на динамике их численности: чем больше запаздывание (выраженное через сумму градусо-дней), тем значительнее снижение численности. Таким образом, происходящее быстрое потепление представляет реальную угрозу для многих перелетных птиц. Эволюция их жизненного цикла, физиологических реакций, запускающих механизм начала миграции с мест зимовки, не поспевает за изменениями климата.