Wraz z nadejściem wiosny zauważamy zmianę pór roku przez pogodę, ale także przez wiele naturalnych wydarzeń. W zależności od tego, gdzie mieszkasz, krokusy mogą przebijać się przez śnieg, zabójca może powrócić lub kwitną drzewa wiśniowe. Wydaje się, że zachodzi uporządkowana sekwencja wydarzeń, w której pojawiają się różne wiosenne kwiaty, czerwone pąki klonu pękają na nowe liście lub stary liliowy stodoła pachnąca powietrzem. Ten sezonowy cykl zjawisk naturalnych nazywa się fenologią. Globalna zmiana klimatu wydaje się ingerować w fenologię wielu gatunków, w samym sercu interakcji między gatunkami.
Co to jest fenologia?
W regionach o klimacie umiarkowanym, takich jak północna część Stanów Zjednoczonych, aktywność biologiczna jest stosunkowo niewielka w zimie. Większość roślin jest uśpiona, podobnie jak owady żerujące na nich. Z kolei zwierzęta, które polegają na tych owadach, takie jak nietoperze i ptaki, hibernują lub spędzają zimne miesiące w bardziej południowych miejscach. Eterotermy
podobnie jak gady i płazy, które odbierają ciepło z otoczenia, mają również aktywne fazy związane z porami roku. Ten długi okres zimowy ogranicza wszystkie czynności związane z uprawą, hodowlą i rozproszeniem, które rośliny i zwierzęta wykonują w krótkim, korzystnym oknie. To właśnie sprawia, że wiosna jest tak żywa: rośliny kwitną i zaczynają rosnąć, pojawiają się owady i rozmnażają się, a ptaki wracają, aby skorzystać z tej krótkotrwałej nagrody. Początki każdej z tych czynności składają się na tak wiele markerów fenologicznych.Jakie czynniki wywołujące zdarzenia fenologiczne?
Różne organizmy reagują na różne sygnały, aby rozpocząć sezonowe działania. Wiele roślin zacznie ponownie wyrastać z liści po ustalonym okresie spoczynku, co z grubsza dyktuje okno z liściem. Wskazówką, która bardziej precyzyjnie określa, kiedy pękają pąki, może być temperatura gleby, temperatura powietrza lub dostępność wody. Podobnie wskazówki temperaturowe mogą promować początek aktywności owadów. Długość dnia może być operacyjnym wyzwalaczem niektórych wydarzeń sezonowych. Dopiero gdy istnieje wystarczająca liczba godzin dziennych, hormony reprodukcyjne będą wytwarzane u wielu gatunków ptaków.
Dlaczego naukowcy są zainteresowani fenologią?
Najbardziej wymagającym energetycznie okresem w życiu większości zwierząt jest rozmnażanie się. Z tego powodu ich zaletą jest zbieganie się hodowli (a dla wielu - wychowanie młodych) w okresie, gdy pożywienie jest najbardziej obfite. Gąsienice powinny wykluć się, gdy pojawiają się młode delikatne liście dębu, zanim stwardnieją i stają się mniej pożywne. Hodowane ptaki śpiewające muszą mierzyć czas wylęgu swoich młodych właśnie w tym szczycie aktywności gąsienic, aby mogły skorzystać z tego bogatego źródła białka, aby wyżywić swoje potomstwo. Wiele gatunków ewoluowało w celu wykorzystania szczytów w dostępności zasobów, więc wszystkie te pozornie niezależne zdarzenia fenologiczne są rzeczywiście częścią złożonej sieci precyzyjnych interakcji. Zakłócenia sezonowe mogą mieć głęboki wpływ na ekosystemy.
Jak zmiany klimatu wpływają na fenologię?
The Międzyrządowy zespół ds. Zmian klimatu, w raporcie z 2007 r. oszacowano, że wiosna przybyła wcześniej o 2,3 do 5,2 dni na dekadę w ciągu ostatnich 30 lat. Spośród setek zaobserwowanych zmian wypadanie drzew japońskich miłorzębu japońskiego, kwitnienie bzu i pojawienie się warblerów zmieniło się wcześniej w tym roku. Problem polega na tym, że nie wszystkie te zmiany odbywają się w tym samym tempie, jeśli w ogóle. Na przykład:
- Zimowe mole wykluwają się właśnie wtedy, gdy młode liście dębu pękają z pąków. W związku ze zmianami klimatu oba miały miejsce na początku roku, ale znacznie bardziej w przypadku kreskowania moli zimowych. Młode wschodzące gąsienice głodują i umierają.
- Niektóre migrujące ptaki północnoamerykańskie podniosły swoje dane dotyczące przybycia. Jednak co najmniej jeden z głównych gatunków drzew, na których żerują, przesunął liście już wcześniej. Ptakom może wówczas brakować szczytowej dostępności owadów występujących na tych drzewach i dostarczających energii i białka potrzebnego ptakom na początku sezonu lęgowego.
Tego rodzaju niedopasowanie ważnych wydarzeń w naturze nazywa się niedopasowaniami fenologicznymi. Obecnie prowadzonych jest wiele badań w celu ustalenia, gdzie mogą wystąpić te niedopasowania.