Скоро весна. Раньше мы ей радовались, теперь опасаемся: а вдруг жара будет? И это весьма вероятно, потому что весенние температуры медленно растут в течение последних сорока лет. От глобального потепления страдают не только люди. По утверждению экологов, оно приводит к вымиранию многих видов, но, оказывается, это же потепление помогает некоторым видам приспособиться к происходящим изменениям. Например, большим синицам Parus major, обитающим в Нидерландах. Чем выше весенние температуры, тем быстрее происходит у них отбор по жизненно важному признаку — времени первой кладки.
Ученые из Эдинбургского университета, Упсальского университета и Института экологии Нидерландов Арилд Хазби (Arild Husby), Марсель Виссер (Marcel Visser) и Лоске Крюк (Loeske Kruuk) подвели итоги 35-летних наблюдений, проходивших в Голландском национальном парке Ходж Велю (Hoge Veluwe National Park) с 1973 по 2007 год.
В парке установили синичники (деревянные домики для синиц), которые в период гнездования, с апреля по июнь, навещали не реже раза в неделю и отмечали время, когда самка откладывала первое яйцо. Европейские большие синицы обычно успевают сделать две кладки за сезон: в конце апреля — начале мая и в июне. Но исследователей интересовала только первая. Когда птенцам исполнялось 7-10 дней, их родителей подлавливали у гнезда и помечали. Так исследователи узнавали долю самок, впервые приступивших к размножению в этом сезоне. За 35 лет они собрали информацию о 3852 кладках 2394 самок и сопоставили их со значениями температур в период начала гнездования, с 13 марта по 20 апреля. Сведения о погоде ученые получили от Королевского голландского метеорологического института.
Исследователи установили, что чем теплее весна, тем раньше P. major приступают к размножению. За время наблюдений средняя температура в период с 13 марта по 20 апреля изменялась от 4,5 до 10°С. Соответственно, и дата «первого яйца» варьировала от 3-4 мая до 1516 апреля.
Сроки размножения критичны для многих популяций птиц, обитающих в сезонном климате. Их смещение пошло синицам на пользу, поскольку повысило их приспособленность, т.е. вероятность дожить до репродуктивного возраста и оставить потомство. Исследователи определяли приспособленность по относительному количеству самок, впервые приступивших к размножению. В годы, следующие за теплой весной и ранними кладками, оно было больше. Причем с повышением весенних температур взаимосвязь между датой откладки яиц и приспособленностью усиливалась.
Сдвиг сроков размножения может быть просто реакцией на теплую весну, а может быть вызван генетическими изменениями, и в этом случае речь уже идет о действии отбора. Призвав на помощь математику, ученые выяснили, что роль генетических факторов, влияющих на время откладки яиц, велика и усиливается с повышением температуры. Следовательно, в популяции большой синицы действует отбор на раннее спаривание, причем его интенсивность зависит от теплой весны.
Случай с большой синицей показывает, что повышение температуры благотворно влияет на ее приспособленность и, поскольку интенсифицирует отбор, теоретически может ускорить адаптацию птиц к климатическим изменениям. Но на практике этого не произошло, за время исследования численность популяции P.major сократилась. Скорее всего, дело в том, что сместившиеся сроки размножения больше не скоординированы с пиком численности гусениц — главной добычи синицы. Нехватка корма влияет как на количество птенцов, так и на их вес. Так что приспособленность приспособленностью, а общий итог потепления для голландских синиц неблагоприятен. А вот в Великобритании популяция почему-то постоянно увеличивается, невзирая на глобальное потепление.
Подводя итоги, исследователи отмечают, что глобальное потепление ускоряет отбор и поэтому может увеличивать скорость адаптации к климатическим изменениям. Но насколько этот механизм будет полезен большой синице или другим популяциям, пока неясно.
Наталья Резник
Arild Husby, Marcel E. Visser, Loeske E. B. Kruuk. Speeding Up Microevolution: The Effects of Increasing Temperature on Selection and Genetic Variance in a Wild Bird Population. PLoS Biology, February 2011, V. 9, Issue 2