Птичьи перелеты в ледниковом периоде
На картах a – h изображены сезонные различия в количестве видов птиц для восьми временных интервалов между настоящим и 50 000 лет назад. “BP” - до нашей эры.
Как зародились птичьи миграции? Считается, что они появились в ответ на климатические изменения - возникновение климатической сезонности. Эта сезонность особенно ярко проявляется сейчас – в межледниковый период. А что было раньше? Осуществляли ли птицы перелеты с севера на юг и обратно в ледниковый период? А что было до ледникового периода?
Поскольку за птицами тогда еще никто не наблюдал, реконструировать события прошлого можно с помощью моделирования. Международный коллектив из Центра Макса Планка - Йельского университета по динамике биоразнообразия и глобальным изменениям (MPYC) применил для этого механистическую модель глобального сезонного распределения птиц - "Симулятор сезонных распределений" (SEDS), который был недавно разработан для моделирования пространственного разнообразия, отражающего равновесие между распределением глобальной авифауны и климатом. С его помощью они смоделировали миграции птиц по всему миру за последние 50 000 лет - от последнего ледникового периода до наших дней.
Эта модель опирается на концепцию энергоэффективности (т. е. оптимизации энергетических бюджетов) для моделирования сезонного распределения видов, которое может быть оседлым или миграционным, в зависимости от того, как соотносятся затраты на перелет и выгода от миграции с учетом количества доступного корма. Модель распределяет виртуальные виды птиц таким образом, чтобы оптимизировать количество энергии, которая тратится на размножение и выживание. Она также учитывает, что есть и другие виды, которые тоже стремятся к такой оптимизации, то есть - межвидовую конкуренцию.
Модель показала, что во время последнего ледникового периода (а, возможно, и в предыдущие циклы оледенения) миграции птицы были таким же распространенным явлением, как и сейчас. Существует, ведь, гипотеза, что перелеты характерны, в основном, для межледниковых периодов, а при расширении ледников птицы живут оседло – так вот она не подтверждается. Но дальность перелетов в период оледенения была меньше, особенно в Северной и Южной Америках, где в среднем птицы пролетали на 500 км меньше, а сейчас их перелет на 40% длиннее. В последний ледниковый период, примерно до 18 000 лет назад, ледяной покров покрывал большую часть Северной Америки и птицы там жить не могли. Когда этот ледяной щит отступил, мигрирующие птицы быстро освоили освободившуюся территорию.
В Старом Свете эти различия не столь масштабны: среднее расстояние перелетов слегка колебалось, но в основном оставалось стабильным в течение последних 50 000 лет. Ведь евразийские ледниковые щиты были меньше. Хотя и здесь в ледниковый период пределы миграции находились ближе к экватору, чем сейчас.
И, конечно, прогноз на будущее. Быстрое антропогенное изменение климата, которое в настоящее время испытывает Земля, может серьезно повлиять на распространение и перемещение видов. Немобильным видам, вероятно, придется адаптироваться к местным условиям, а подвижные могут перемещаться и отслеживать изменяющиеся условия окружающей среды.
Поддержку исследования оказали MPYC, Фонд семьи Кноблох (Knobloch Family Foundation) и гранты Национального научного фонда и НАСА.
Библиографическая ссылка:
Marius Somveille, Martin Wikelski, Robert M. Beyer, Ana S. L. Rodrigues, Andrea Manica, Walter Jetz. Simulation-based reconstruction of global bird migration over the past 50,000 years // Nat. Commun., 11, 801 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-14589-2