Используя новый крупномасштабный архив данных исследований движения животных, международная группа, в которую входили биологи из Университета Мэриленда, обнаружила, что животные неожиданно реагируют на изменение климата. Архив содержит данные исследований в глобальной Арктике и субарктике, огромном регионе, который испытывает одни из самых драматических последствий глобального потепления, включая сокращение численности животных.
После создания архива исследователи использовали его для проведения трех тематических исследований, которые выявили удивительные закономерности и связи между изменением климата и поведением беркутов, медведей, карибу, лосей и волков. Эта работа демонстрирует возможность и важность изучения экологии животных в чрезвычайно больших масштабах.
«Я очень взволнован тем, как эта работа показывает, чему можно научиться, сравнивая данные по популяциям в очень большом масштабе», — сказал Эли Гурари, младший научный сотрудник отделения биологии Университета Мэриленд и соавтор статьи. «Я бы сказал, что это ранний пример того, что мы могли бы назвать экологией глобального движения животных. Мы увеличиваем нашу способность отслеживать пульс популяций животных по всей Земле и задавать общие вопросы о том, что это означает».
Крупномасштабный мониторинг таких вещей, как температура поверхности моря и глобальный лесной покров, позволил получить важную информацию о реакции систем Земли на изменение климата и деятельность человека. Но общие тенденции в поведении животных было трудно изучить, отчасти потому, что экология животных традиционно не изучается в ландшафтах, охватывающих целые регионы земного шара, а также потому, что необходимые данные собираются различными агентствами и юрисдикциями и поэтому они не стандартизированы и не легкодоступны.
Чтобы решить эти проблемы, Гурари и его сотрудники потратили годы на выстраивание отношений с учеными из национальных, региональных правительств и правительств коренных народов и исследовательскими группами по всей Арктике, чтобы донести преимущества обмена данными в глобальном хранилище, которое они называют Архивом движения арктических животных (AAMA). В настоящее время архив включает вклады исследователей из более чем 100 университетов, государственных учреждений и природоохранных организаций из 17 стран.
Архив включает данные 201 исследования по отслеживанию наземных и морских животных с участием более 8000 животных в период с 1991 года по настоящее время. Используя эти данные, Гурари и сотрудники его лаборатории проанализировали перемещения более 900 самок карибу с 2000 по 2017 год. Они обнаружили, что культовые мигрирующие на большие расстояния карибу рожают раньше весной, примерно отслеживая темпы потепления. Но среди немигрирующих горных и низинных лесных карибу только северные субпопуляции демонстрируют аналогичные изменения. Хотя движущие силы этих различий остаются загадкой, понимание их поведения имеет решающее значение для прогнозирования их реакции на продолжающееся потепление в Арктике и сокращение численности популяций животных.
«Сложно предсказать, как эти тенденции могут повлиять на популяцию», — сказал Гурари. «С одной стороны, может быть лучше рожать раньше, поскольку это дает телятам больше возможностей для роста в течение летнего сезона. С другой стороны, слишком ранние роды могут означать, что у вас буквально нет времени, чтобы добраться до оптимальные места для отела. Возможность наблюдать за биологическими процессами, такими как рождение, в таком большом масштабе, среди популяций и подвидов на площади более миллионов квадратных километров, является беспрецедентной для вида в такой удаленной и суровой окружающей среде. Эти результаты показывают закономерности мы бы не заподозрили и укажем на дальнейшие направления исследований обо всем, от эволюции карибу до их способности адаптироваться к изменениям окружающей среды в будущем».
Инструменты анализа данных, разработанные Гурари для изучения карибу, также были использованы в другом тематическом исследовании, проведенном его сотрудниками.
В ходе анализа, сравнивающего перемещения более 100 беркутов с 1993 по 2017 гг., Скотт Ла Пойнт, исследователь из Колумбийского университета, который сейчас работает в Консорциуме Black Rock Forest Consortium, обнаружил, что неполовозрелые птицы, мигрирующие на север весной, прилетали раньше после мягких зим, в то время как взрослые птицы этого не сделали. Временной сдвиг для молодых птиц варьировался в ответ на крупномасштабный климатический цикл, называемый Тихоокеанским десятилетним колебанием, на который влияет изменение климата. Такие возрастные изменения поведения можно увидеть только на основе данных о перемещениях за десятилетия, и они могут иметь значение для успеха размножения.
В третьем исследовании Питера Махони из Вашингтонского университета изучалась скорость передвижения медведей, карибу, лосей и волков с 1998 по 2019 год. Его исследование показало, что виды по-разному реагируют на сезонные температуры и зимние снежные условия. Эти различия могут влиять на взаимодействие видов, конкуренцию за пищу и динамику хищников и жертв.
Ученые ожидают, что другие исследователи продолжат разработку AAMA для ответов на насущные вопросы о том, реагируют ли животные на изменения в Арктике и как они это делают. Между тем, ресурс продолжает расширяться, поскольку все больше данных поступает от отслеживаемых в настоящее время животных и все больше исследователей добавляют свои исследования.
«Эта работа дала нам основу для понимания крупномасштабной картины, чтобы мы могли понять, как животные и окружающая среда действительно взаимодействуют между видами и в космосе по мере изменения окружающей среды», — сказал Гурари.
