Температура растет, и если животные не приспособятся, то могут вымереть: смогут ли они справиться с изменением климата?

Волны жары, неравномерное выпадение осадков, длительные засушливые периоды и, прежде всего, повышение средней температуры. Изменение климата – одна из самых серьезных проблем, стоящих сегодня перед человечеством, но животные и растения также должны реагировать на нее. А виды, которые не смогут адаптироваться, столкнутся с вымиранием

Адаптация к новым условиям жизни может происходить двумя путями: первый – это так называемая фенотипическая пластичность, т.е. способность организма относительно быстро реагировать на изменения, не требующие генетических изменений. Второй механизм – эволюция путем естественного отбора, который работает с целыми популяциями видов и требует большего времени. Хотя эти процессы в значительной степени различаются, часто бывает нелегко определить, какой из них играет доминирующую роль. Поэтому предполагается, что во многих случаях жизнь приспосабливается к новым ситуациям обоими путями.

Фото: Шаттерсток

Именно так, по-видимому, происходили телесные преобразования различных животных, о чем говорится в статье Animal Morphology in Response to Climate Threat, опубликованной в позапрошлом году в журнале Trends in Ecology & Evolution. Авторы не исследовали непосредственно представителей фауны, а сосредоточились на изучении краткосрочных и долгосрочных изменений их тела в возможной связи с температурой. В центре внимания были млекопитающие и птицы, т.е. теплокровные, точнее, эндотермические существа. И результаты оказались удивительными: у пернатых животных, например, у нескольких видов австралийских попугаев, клюв удлинялся чаще всего на протяжении десятилетий. У млекопитающих, напротив, росли хвосты, конечности, уши или, как у пеночки, крылья. Подобные метаморфозы происходили и в более коротких экспериментах, когда животные эволюционировали при более высоких температурах: у мышей вырастали более длинные хвосты, у перепелов – клювы, а у кабанов – уши и хвосты.

Хотя на первый взгляд может показаться, что эти изменения никак не связаны между собой, на самом деле это не так. Во всех случаях речь идет об удлинении проекций тела, которые, помимо своей обычной функции, могут выполнять еще одну важную роль – отводить избыточное тепло. Таким образом, эти изменения согласуются с так называемым правилом Аллена, сформулированным в 1877 году американским биологом Джоэлом Асафом Алленом. Согласно ему, теплокровные животные из более холодных регионов имеют более короткие ноги и иные выступы тела, чем родственные или сходные виды из более теплых мест. В качестве хрестоматийного примера можно привести сравнение трех видов лисиц: африканской лисицы-феннека с длинными ногами и ушами, обыкновенной лисицы, находящейся где-то посередине шкалы, и песца, имеющего короткие ноги, маленькие уши и в целом более коренастое тело. Таким образом, представляется, что механизмы адаптации к глобальному потеплению будут включать в себя увеличение мощности естественного «кондиционера».

Конечно, есть и другие свидетельства реакции на изменение климата. Например, стоит отметить, что лосось большую часть своей жизни проводит в море, но для размножения возвращается в родные реки. Многолетние исследования нескольких видов показали, что в связи с повышением температуры они возвращаются в пресные воды на несколько недель раньше, чем в прошлом. Аналогичный поворот ученые наблюдали и у млекопитающих, в частности у рыжей белки чикари, обитающей в лесах Северной Америки. Наблюдения, проводившиеся с 1989 по 2001 г., показали, что за десятилетие время щенения этого мелкого грызуна сдвинулось примерно на 18 дней, и, по-видимому, в этом виновата более высокая доступность пищи в связи с потеплением.

Интересные изменения были отмечены и в финском исследовании обыкновенной синицы: Цвет этой птицы, распространенной в Европе, северной Африке и некоторых частях Азии, варьирует от серого до коричневого. Если раньше в Финляндии преобладали серые особи, цвет которых, вероятно, помогал им сливаться с заснеженным ландшафтом, то с наступлением более мягких зим количество птиц с коричневым оперением стало увеличиваться. Изменение окраски в связи с изменением климата может отразиться и на беспозвоночных: в работе с полосатой улиткой было показано, что с повышением температуры увеличивается число особей желтого цвета за счет коричневых, поскольку более светлые оттенки могли предотвратить перегрев. Следует, однако, добавить, что другие исследования не подтвердили полученные результаты.

Фото: damion.club

Исследования голландской популяции амбарных сов, проводившиеся более трех десятилетий, показали, что птицы, способные более гибко приспосабливаться к климатическим условиям, выбирая время для кладки яиц, имеют преимущество в отборе. Они выкармливают свое потомство в основном гусеницами и поэтому вынуждены координировать собственное размножение с отрождением личинок, иначе они не смогут обеспечить потомство достаточным количеством пищи. Логистика не совсем проста: один птенец может съедать до 100 гусениц в день. А поскольку в гнезде может вылупиться до десяти братьев и сестер, которых нужно кормить около двух недель, родительская пара практически не останавливается.

Независимо от того, обусловлены ли эти изменения фенотипической пластичностью или микроэволюционными процессами, они показывают нам, как изменяющийся климат влияет на природу. Почему это важно? Если исследователи знают, как животные и растения реагируют на подобные вызовы, они могут хотя бы частично предвидеть будущее развитие событий и адаптировать к нему необходимую защиту. Однако тот факт, что некоторые виды могут реагировать на повышение температуры, не означает, что это решает проблему. Ведь адаптация одного вида не гарантирует выживание организмов, входящих в его рацион. Она может серьезно нарушить работу всей пищевой цепи или экосистемы.

Подобным образом, повышение температуры – это лишь один из многих факторов, с которыми придется столкнуться фауне и флоре. И скорость нынешнего изменения климата не дает много времени на адаптацию. Однако виды с более коротким периодом генерации могут выиграть от сложившейся ситуации – особенно вредители, которые с небывалой скоростью распространяются в местах, где еще недавно их не было.