Gegen Ende jedes Sommers schlummern Grizzlybären in Albertas Rocky Mountains auf den roten Beeren eines Busches namens Canada Buffaloberry (Shepherdia canadensis). Das Festmahl, dem der Lachs der Küstenbevölkerung fehlt, ist das größte Kalorienereignis auf der Speisekarte eines Alberta-Grizzlybären. Dies ist die Zeit, zu der die Betroffenen viel Gewicht für den Winterschlaf benötigen.
Jedoch müssen auch unsere neueste Forschung, Veröffentlicht in der Zeitschrift Nature Climate Changezeigt, dass steigende Temperaturen die Entwicklung von Pflanzen wie Buffaloberry vorantreiben und das Timing dieses jährlichen Buffets vorantreiben.
Bis zum Jahr 2080 werden Buffaloberries in den Rockies fast drei Wochen früher reifen als derzeit. Wir gehen davon aus, dass diese Veränderung das Verhalten der Grizzlybären der Region verändern wird und möglicherweise die Fortpflanzungsraten dieser gefährdeten Bevölkerung gefährdet.
Eine neue Möglichkeit, die Anlagenentwicklung zu verfolgen
Unsere Arbeit basiert auf einem Gartenbauprinzip, das den kanadischen Gärtnern bekannt ist: Diese Pflanzenentwicklung ist eng mit der Temperaturakkumulation verbunden. Eine Pflanze benötigt eine gewisse Menge an Wärme, um von einer phänologischen Phase zur nächsten überzugehen - von der Blüte bis zur Fruchtbildung.
Wir haben festgestellt, dass dieses Prinzip auf jede räumliche Skala angewendet werden kann, von einzelnen Pflanzen bis hin zu ganzen Landschaften. Darauf aufbauend entwickelten wir eine neuartige Strategie, bei der thermische Beobachtungen durch Satellitenfernerkundung verwendet werden, um die saisonale Entwicklung bestimmter Unterwurzelpflanzen wie etwa Buffaloberry in großen Gebieten zu verfolgen.
Diese Entwicklung verfolgt die kanadische Buffaloberry durch eine einzige Vegetationsperiode (April 30 bis Oktober 7). Die sehr kurze "vollreife Frucht" -Phänophase (hier an der 14-Sekunde-Marke) ist das einzige phänologische Stadium mit signifikantem Nährwert für Grizzlybären, was die punktierte Natur dieser kritischen Nahrungsressource unterstreicht.
Ökologische Reaktion auf den Klimawandel
Dieses Berichte des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen (IPCC) dass menschliche Aktivitäten den Planeten mit 1 C über das vorindustrielle Niveau hinaus erwärmt haben. Ökologische Gemeinschaften reagieren jedoch nicht auf globale Durchschnittswerte. Regionale Veränderungen, die von Ort zu Ort erheblich variieren können, sind weitaus relevanter, wenn versucht wird, die ökologische Reaktion auf Erwärmungstemperaturen zu verstehen.
Phänologie ist das Timing saisonaler Ereignisse bei Pflanzen und Tieren und eine starke Linse, durch die die Auswirkungen des Klimawandels beobachtet werden können.
Zum Beispiel haben die Japaner seit mehr als 700 Jahren die Entstehung von Blüten an Kyoto-Kirschbäumen verfolgt. Diese Aufzeichnungen haben es modernen Forschern ermöglicht, Frühlingstemperaturen in Japan zu rekonstruieren seit dem neunten Jahrhundertund zeigt Kälteperioden in Verbindung mit langfristigen Sonnenzyklen.
Die Auswirkungen des Klimawandels enden nicht bei Pflanzen. Verschiebungen in der Pflanzenphänologie erzeugen andere indirekte Reaktionen, die im gesamten Nahrungsnetz nachhallen können. Wissenschaftler haben einen Begriff dafür: phänologische Fehlpaarung. Diese treten auf, wenn das saisonale Timing einer interagierenden Spezies nicht mit dem einer anderen Spezies übereinstimmt. Zum Beispiel haben die Fortschritte bei der Entwicklung der Vegetation in Grönland die Bevölkerung von Karibus verletzt, deren jährliche Kalbungszeit passt nicht mehr zusammen der Zeitpunkt des nahrhaftesten Futters.
Dies ist der Ökologe Eric Post “Dieb in der Nacht”Analogie: Die Idee, dass die indirekten Auswirkungen des Klimawandels die größte Bedrohung für ökologische Gemeinschaften darstellen.
Klimawandel und Albertas Grizzlybären
Von den vier IPCC-Klimaprojektionen verwendete unsere Studie das Szenario mit moderaten Emissionen (RCP4.5). Bei 2080 haben wir festgestellt, dass Buffaloberry-Früchte im gesamten Alberta-Grizzly-Bereich um drei Wochen früher reifen als heute. In den höheralpinen subalpinen Gebieten steigt dieser Fortschritt auf 37-Tage.
Ein Vergleich der saisonalen Buffaloberry-Entwicklung im Alberta-Grizzly-Bereich. Die Bilder umfassen das Aussehen der ersten Blüten bis zur Verbreitung von Früchten. Die rote Welle zeigt die Reifung von Beeren an.
Diese Verschiebung wird große Auswirkungen auf den dominierenden Allesfresser der Provinz sowie auf andere örtliche Obstesser haben. Grizzlybären sind stark auf Lebensmittel ausgerichtet und ihre Bewegungen werden durch saisonale Nahrungsquellen bestimmt.
Im Spätsommer haben Wissenschaftler dokumentiert einzelne Bären in Alberta verbraucht bis zu 200,000-Beeren pro Tag. Wenn Sie das Timing dieser kritischen Nahrungsressource ändern, können Sie davon ausgehen, dass Bären manchmal und an Orten zu sehen sind, an denen wir sie nicht gewohnt sind.
Eine Gefahr für die Fortpflanzungsraten
Eine verkürzte Hochsommerreifung der Buffaloberry wird auch die Lücke zwischen der Hauptfütterungszeit und dem Winterschlaf vergrößern. Dies könnte die Reproduktionsraten von ändern Albertas bedrohte Grizzlybärenbevölkerung.
Bären sind eine der wenigen Säugetierarten mit „verzögerter Implantation“, bei der im Frühling befruchtete Eier Monate vor dem Beginn der Schwangerschaft warten können. Vorherige Forschung hat einen starken Zusammenhang zwischen dem Körperzustand weiblicher Bären im Herbst und ihrem Fortpflanzungserfolg gezeigt.
Bären in guter körperlicher Verfassung gebären früher, Laktat länger und haben mehr Jungen. Bären ohne die notwendigen Fettreserven können überhaupt nicht zur Welt kommen.
Diese auftauchenden phänologischen Fehlpaarungen können auch zu den Buffaloberries selbst zurückkehren. Der Zeitpunkt der Frühlingsblüte der Buffaloberry wird sich auch früher verschieben und sie möglicherweise nicht mit den Lebenszyklen der Bestäuber mit kleinen Fliegen der Pflanze synchronisieren hängt.
Wir erwarten nicht unbedingt, dass Insektenbestäuber ihren Aufstieg im gleichen Tempo vorziehen wie Büffelblüten, da auch Insekten darauf reagieren können andere saisonale Signale wie Stunden des Tageslichts.
Dies ist besonders für die Buffaloberry problematisch, da sie zu den ersten Straucharten gehört, die im Frühling blühen, wenn die Bestäuberpopulationen gerade erst entstehen. Zu dieser Zeit gibt es wenige andere Optionen für die Bestäubung.
Wenn es dabei gute Nachrichten gibt, kann unser wachsendes Verständnis der ökologischen Auswirkungen des Klimawandels Entscheidungsträgern und engagierten Bürgern dabei helfen, fundierte Entscheidungen zu treffen. CO2-Steuern, Ziele für Treibhausgasemissionen und Strategien für erneuerbare Energien sind wichtige Themen, die unsere Aufmerksamkeit erfordern.
Über den Autor
Greg McDermid, Professor, Universität von Calgary; David Laskin, Doktorand, Universität von Calgaryund Scott Nielsen, Professor, University of Alberta
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