Un „canar în mina de cărbune” pentru schimbările climatice din munții Sierra Nevada

Zăpada umedă mă plesnește pe față și îmi trage schiurile în timp ce urc peste 8.000 de picioare în Sierra Nevada din estul Californiei, trăgând o sanie plină de baterii, șuruburi, sârmă și 40 de kilograme de semințe de floarea-soarelui, esențiale pentru puiul nostru de cercetare montană.

Când ajungem la locul de cercetare de la distanță, mă aplec sub o prelată și deschid un laptop. Un cor de numere de identificare strigă înainte și înapoi ca un coleg ecologist comportamental Vladimir Pravosudov si eu planuiesc hrănitoare „inteligente” pentru păsări pentru un experiment viitor.

Mi-am petrecut ultimii șase ani monitorizarea unei populații de năițe de munte aici, urmărindu-le ciclurile de viață și, mai ales, memoria lor, lucrând într-un sistem Pravosudov a fost fondată în 2013. Înregistrările lungi și consistente de la acest site de cercetare ne-au permis să observăm modul în care puii supraviețuiesc ninsorilor extreme de iarnă și să identificăm modele și schimbări ecologice.

Zăpada se adună în hrănitoarele pentru păsări ale experimentului. Fiecare pui are o etichetă de identificare cu frecvență radio care își deblochează alimentatorul, permițând oamenilor de știință să-i urmărească mișcările și memoria.
Vladimir Pravosudov

În istoria recentă, iernile severe sunt adesea urmate de ani de secetă aici, în Sierra Nevada și o mare parte din vestul SUA. Acest model în cascadă a fost recunoscut ca unul dintre simptomele neașteptate ale schimbărilor climatice, iar impactul său asupra puilor oferă un avertisment timpuriu cu privire la viitoarele perturbări ale dinamicii acestor ecosisteme forestiere de conifere.

Cercetările noastre arată că un naicat de munte care se confruntă cu zăpadă adâncă este, pentru a împrumuta un clișeu, ca un canar într-o mină de cărbune – supraviețuirea lui ne spune despre provocările care urmează.

Un naicat stă pe degetul unui bărbat în timp ce cei doi se uită unul la altul.
Autorul, Benjamin Sonnenberg, și unul dintre subiecții săi de cercetare – un pui tânăr cu o etichetă cu transponder pe picior.
Benjamin Sonnenberg

O amintire neobișnuită a unui pui

Pe măsură ce Pravosudov strigă următorul număr de identificare și pe măsură ce picioarele mele devin încet și mai reci și mai umede, un fermecător și despicat “DEE DEE DEE» se aude de la un copac din apropiere. Cum poate o pasăre care cântărește abia mai mult de câteva coli de hârtie să fie mai confortabilă în această furtună decât mine?

Răspunsul constă în abilitățile cognitive spațiale incredibile ale puiilor.

Cunoașterea este procesele prin care animalele dobândesc, procesează, stochează și acționează asupra informațiilor din care provin mediul lor. Este critic pentru multe specii, dar este adesea subtil și dificil de măsurat la animalele non-umane.

Nașii sunt specialiști în depozitarea alimentelor care ascund zeci de mii de alimente individuale în toată pădurea sub marginile scoarței de copac sau chiar între ace de pin în fiecare toamnă. Apoi își folosesc memoria spațială specializată pentru recuperați acele cache-uri de mâncare in lunile urmatoare.

O pasăre mică cenușie adună hrană dintr-un con de pin.
Nașii se bazează pe semințele pe care le adună și le ascund pentru iarnă.
Benjamin Sonnenberg

Condițiile din sierele înalte pot fi dure și, dacă puii nu își amintesc unde este hrana lor, ei mor.

Măsurăm memoria spațială a puiului folosind o sarcină clasică de învățare asociativă, dar într-un mod foarte informal Locație. Pentru a face acest lucru, agățăm o serie circulară de opt alimentatoare echipate cu identificare prin frecvență radio și umplute cu semințe în diferite locații din zona noastră. locația câmpului. Păsările sunt etichetate cu „chei” – etichete cu transponder pe benzile picioarelor care conțin numere individuale de identificare și le permit să deschidă ușile hrănitorilor alocate pentru a primi o recompensă alimentară.

Configurarea ne permite să măsurăm performanța memoriei spațiale a puilor individuali, deoarece trebuie să-și amintească ce alimentator le permite cheia să deschidă. De-a lungul a opt ani, descoperirile noastre demonstrează că puii cu o capacitate de memorie spațială mai bună au mai probabil să supraviețuiască în munţii înalţi decât cei cu amintiri mai proaste.

Un scurt videoclip GIF arată mici păsări cenușii care aterizează pe o ramură și decolează din nou
Nașii din Sierra Nevada.
Benjamin Sonnenberg

Cu toate acestea, puii se pot confrunta cu provocări tot mai mari care le vor modela viitorul în munții înalți. În 2017, un an cu niveluri record de zăpadă, puii adulți au prezentat cea mai mică probabilitate de supraviețuire măsurat vreodată pe site-ul nostru. Această iarnă extrem de extremă a venit cu furtuni repetate care au conținut vreme rece și vânturi puternice, făcând dificil chiar și pentru copiii cu abilități de memorie să își hrănească și să supraviețuiască.

Cu toate acestea, populațiile triumfatoare au persistat în mediile montane de mare altitudine, dar viitorul lor devine incert.

Care este problema?

„Este un bici de vreme”, spune el Adrian Harbold, ecohidrolog montan. Harbold lucrează pentru a înțelege variațiile modelelor climatice din mediile forestiere, iar unul dintre locurile sale de câmp este adiacent site-ului nostru de cercetare pentru pui.

Sierra Nevada și alte lanțuri muntoase din vestul Americii de Nord au experimentat mai multe ani de zăpadă extremă și ani de secetă, exacerbată de schimbările climatice. Zăpada extremă legată de încălzirea globală poate părea de neimaginat, dar este o fizică de bază. Aerul mai cald poate reține mai multă umiditate – cu aproximativ 7% mai mult pentru fiecare grad Celsius (la fiecare 1,8 grade Fahrenheit) pe măsură ce temperaturile cresc. Acest lucru poate duce la zăpadă mai abundentă atunci când lovin furtunile.

În iarna record din 2023, peste 17 picioare (5 metri) de zăpadă au acoperit peisajul pe care puii noștri îl foloseau în fiecare zi. De fapt, aceste furtuni intense și temperaturi scăzute nu numai că le-a îngreunat supraviețuirea iernii, dar le-a făcut aproape imposibil să se reproducă în vara următoare: 46% dintre cuiburile de chikaini de la cea mai înaltă altitudine nu au produs niciun urmaș. . Acest lucru s-a datorat probabil zăpezii adânci care i-a împiedicat să găsească insecte emergente pentru a-și hrăni puii sau chiar să ajungă în zonele de cuibărit până în iulie.

Cascada este deteriorată de prea multă zăpadă

Chiar și în anii de ninsori masive, puii își pot folosi amintirile spațiale fine pentru a recupera hrana. Cu toate acestea, furtunile puternice le pot reduce șansele de supraviețuire. Și dacă supraviețuiesc iernii, locurile lor de cuibărit – cavitățile copacilor – pot fi îngropate sub picioarele de zăpadă primăvara.

Nu contează cât de deștept ești dacă nu poți ajunge la cuibul tău.

Fluctuațiile extreme ale zăpezii afectează, de asemenea, insectele care sunt esențiale pentru hrănirea puiilor de nai. Resursele limitate duc la descendenți mai mici, care sunt mai puțin probabil să supraviețuiască în munți.

Un pui mic de pui stă pe mâna unui bărbat. Gura sa sub un ciocul încă în creștere este galben strălucitor.
Puii de munte se pot lupta pentru a supraviețui iernilor cu zăpadă extremă.
Benjamin Sonnenberg

Stratul de zăpadă este bun pentru insectele care iernează în majoritatea cazurilor, deoarece oferă o pătură izolatoare care le salvează de la moarte în timpul acelor luni de îngheț. Cu toate acestea, dacă zăpada persistă mult timp în vară, insectele pot rămâne fără energie și pot muri înainte să poată apărea sau să apară după cicade. chiar au nevoie de ei. Anii de secetă pot duce, de asemenea, la reducerea populațiilor de insecte.

Extremele de la ambele capete ale spectrului îngreunează creșterea puilor și din ce în ce mai mult vedem oscilații între aceste extreme.

Aceste efecte de combinare înseamnă că în unii ani puii pur și simplu nu cuibăresc cu succes deloc. Acest lucru duce la o scădere a populației de pui în anii cei mai afectați – secetă urmată de zăpadă mare la repetare – în special la altitudini mari. Acest lucru este deosebit de îngrijorător, așa cum sunt mulți Se estimează că speciile de pui de munte vor crește în altitudine pentru a evita temperaturile ridicate, care se pot dovedi periculoase.

Opt lăcuste în cerc într-o cutie de lemn, cu cozile împreună în centru pentru a-și menține corpul cald.
Puii de năiți rămân cald într-o cutie de lemn.
Benjamin Sonnenberg

Lecții pentru viitor

Naicile pot fi descrise ca radiind o frumusețe senină pe felicitările de sărbători, dar, în mod realist, acești bandiți puternici și rotunzi sunt supraviețuitori duri ai mediilor aspre de iarnă din latitudinile nordice.

Cercetările noastre pe termen lung care urmăresc aceste năițe oferă o fereastră unică în relațiile dintre zăpada de iarnă, populațiile de năi și comunitatea biologică din jurul lor, cum ar fi păduri de conifere și insectă populatiilor.

Benjamin Sonnenberg și Vladimir Pravosudov arată cum funcționează hrănitoarele pentru a testa amintirile păsărilor într-un videoclip despre etapele incipiente ale cercetării lor.

Aceste relații demonstrează că schimbările climatice sunt o poveste mai complexă decât creșterea temperaturii – și că șocurile și efectele în cascadă pot destabiliza ecosistemele.

Leave a comment