Kaiserpinguin in der Antarktis. Stephanie Jenouvrier, CC BY-ND

Das Konzept eines Kanarienvogel in einer Kohlenmine - eine sensible Spezies, die vor Gefahren warnt - entstand aus britischen Bergleuten, die echte Kanarienvögel im Untergrund durch die Mid-1980 beförderten, um das Vorhandensein von tödlichem Kohlenmonoxidgas festzustellen. Heute warnt ein anderer Vogel, der Kaiserpinguin, auf ähnliche Weise vor den Auswirkungen der Verbrennung fossiler Brennstoffe auf den Planeten.

Als ein Seevogel ÖkologeIch entwickle mathematische Modelle, um zu verstehen und vorherzusagen Wie reagieren Seevögel auf Umweltveränderungen?. Meine Forschung umfasst viele Bereiche der Wissenschaft, einschließlich der Expertise von Klimatologen, um unsere Fähigkeit zu verbessern, zukünftige ökologische Folgen des Klimawandels zu antizipieren.

Zuletzt habe ich mit Kollegen zusammengearbeitet, um das, was wir über die Lebensgeschichte der Kaiserpinguine wissen, mit verschiedenen Möglichkeiten zu kombinieren Klimaszenarien in der 2015 skizziert Übereinkommen in Paris, den Klimawandel zu bekämpfen und sich an seine Auswirkungen anzupassen. Wir wollten verstehen, wie sich der Klimawandel auf diese ikonische Art auswirken kann, deren einzigartige Lebensgewohnheiten im preisgekrönten Film dokumentiert wurden. “Die Reise der Pinguine"

Unsere neu veröffentlichte Studie stellten fest, dass Kaiserpinguine bei anhaltendem Klimawandel bis zum Jahr 2100 praktisch verschwinden könnten, da das antarktische Meereis abfällt. Eine aggressivere globale Klimapolitik kann jedoch das Aussterben der Pinguine stoppen.

Kaiserpinguine, die auf Meereis in Terre Adélie, die Antarktis züchten. Stephanie Jenouvrier, CC BY-ND

Kohlendioxid in der Erdatmosphäre

Wie viele wissenschaftliche Berichte gezeigt haben, erhöhen menschliche Aktivitäten die Kohlendioxidkonzentration in der Erdatmosphäre Erwärmung des Planeten. Heute liegt der atmosphärische CO2-Wert bei etwas über 410 parts per million, weit über dem, was der Planet erlebt hat Millionen von Jahren.

Wenn sich dieser Trend fortsetzt, gehen die Wissenschaftler davon aus, dass CO2 in der Atmosphäre 950 parts per million von 2100 erreichen könnte. Diese Bedingungen würden produzieren eine ganz andere Welt von heute.

Kaiserpinguine sind lebende Indikatoren deren Bevölkerungsentwicklung die Folgen dieser Veränderungen veranschaulichen kann. Obwohl sie in der Antarktis gefunden werden, fernab der menschlichen Zivilisation, leben sie in einem so empfindlichen Gleichgewicht mit ihrer sich schnell verändernden Umwelt, dass sie zu modernen Kanarienvögeln geworden sind.

Ein mit Meereis verbundenes Schicksal

Ich habe fast 20 Jahre damit verbracht, die einzigartigen Anpassungen der Kaiserpinguine an die raue Bedingungen ihres Meereisheims. Jedes Jahr gefriert die Oberfläche des Ozeans um die Antarktis im Winter und schmilzt im Sommer zurück. Pinguine nutzen das Eis als Heimatbasis für die Zucht, Fütterung und Häutung und kommen im März oder April, nachdem sich für die Wintersaison der südlichen Hemisphäre Meereis gebildet hat, aus dem Meerwasser zu ihrer Kolonie.

54 bekannte Kaiserpinguinkolonien in der Antarktis (schwarze Punkte) und Meereisbedeckung (blaue Farbe). Stephanie Jenouvrier, CC BY-ND

Mitte Mai legt das Weibchen ein einziges Ei. Während des ganzen Winters halten die Männchen die Eier warm, während die Weibchen eine lange Wanderung zum offenen Wasser unternehmen, um sich bei dem unversöhnlichsten Wetter der Erde zu ernähren.

Wenn weibliche Pinguine mit Futter zu ihren frisch geschlüpften Küken zurückkehren, fasten die Männchen seit vier Monaten und verlieren fast die Hälfte ihres Gewichts. Nach dem Schlüpfen der Eier füttern und schützen beide Elternteile abwechselnd ihre Küken. Im September verlassen die Erwachsenen ihre Jungen, um den wachsenden Appetit ihrer Küken zu stillen. Im Dezember verlassen alle die Kolonie und kehren in den Ozean zurück.

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Kaiserpinguin-Väter bebrüten ein einzelnes Ei, bis es schlüpft.

Während des gesamten Jahreszyklus verlassen sich die Pinguine auf ein Meereis. “Goldlöckchen ZoneVon Bedingungen zu gedeihen. Sie brauchen Öffnungen im Eis, die Zugang zum Wasser bieten, damit sie sich ernähren können, aber auch eine dicke, stabile Eisplattform, um ihre Küken aufzuziehen.

Pinguinpopulationstrends

Seit mehr als 60 Jahren untersuchen Wissenschaftler eine Kaiserpinguinkolonie in der Antarktis, die so genannte Terre Adélie. Diese Forschung hat es uns ermöglicht zu verstehen, wie sich die Meereisbedingungen auf die Vögel auswirken. Populationsdynamik. In den 1970s erlebte beispielsweise die Bevölkerung eine dramatischer Rückgang wenn mehrere Jahre hintereinander niedrige Meereisbedeckung verursacht weit verbreitete Todesfälle unter männlichen Pinguinen.

In den vergangenen 10-Jahren haben meine Kollegen und ich das, was wir über diese Zusammenhänge zwischen Meereis und Fluktuationen in der Lebensgeschichte von Pinguinen wissen, zu einer demografisches Modell das erlaubt uns zu verstehen, wie sich die Meereisverhältnisse auf das Eis auswirken Fülle von Kaiserpinguinenund ihre Zahlen basierend auf Prognosen der zukünftigen Meereisbedeckung in der Antarktis zu projizieren.

Einmal haben wir bestätigt, dass unser Modell in der Vergangenheit beobachtete Trends erfolgreich reproduziert Bei den Kaiserpinguinpopulationen in der gesamten Antarktis haben wir unsere Analyse auf eine Gefährdungsbeurteilung auf Artenebene ausgeweitet.

Die klimatischen Bedingungen bestimmen das Schicksal der Kaiserpinguine

Als wir ein mit unserem Bevölkerungsmodell verknüpftes Klimamodell verwendeten, um zu prognostizieren, was mit Meereis passieren kann, wenn die Treibhausgasemissionen ihren gegenwärtigen Trend fortsetzen, stellten wir fest, dass alle bekannten 54-Kaiserpinguinkolonien um 2100 zurückgehen würden und 80% von ihnen wäre quasi ausgestorben. Dementsprechend schätzen wir, dass die Gesamtzahl der Kaiserpinguine im Vergleich zu ihrer Zahl um 86% sinken wird momentane Größe von ungefähr 250,000, wenn die Nationen ihre Kohlendioxidemissionen nicht senken können.

Ohne Maßnahmen zur Reduzierung der globalen Kohlendioxidemissionen wird der Meereisverlust (blau dargestellt) die meisten Kaiserpinguinkolonien durch 2100 ausrotten. Stephanie Jenouvrier, CC BY-ND

Wenn es der globalen Gemeinschaft jedoch gelingt, die Treibhausgasemissionen zu senken und die globalen Durchschnittstemperaturen bei 1.5 Grad Celsius (3 Grad Faherenheit) über dem vorindustriellen Niveau zu stabilisieren, schätzen wir, dass die Zahl der Kaiserpinguine um 31% sinken würde - immer noch drastisch, aber lebensfähig.

Weniger strenge Senkungen der Treibhausgasemissionen, die zu einem globalen Temperaturanstieg von 2 ° C führen, würden zu einem Rückgang von 44% führen.

Unser Modell zeigt, dass diese Bevölkerungsrückgänge vorwiegend in der ersten Hälfte dieses Jahrhunderts auftreten werden. In einem Szenario, in dem die Welt die Pariser Klimaziele erreicht, gehen wir davon aus, dass sich die globale Kaiserpinguinpopulation durch 2100 nahezu stabilisiert und lebensfähige Zufluchtsorte zur Unterstützung einiger Kolonien verfügbar bleiben.

Globale Maßnahmen zur Begrenzung des Klimawandels durch 2100 könnten die Persistenz und Lebensfähigkeit der Kaiserpinguine erheblich verbessern. Stephanie Jenouvrier, CC BY-ND

In einem sich ändernden Klima ziehen einzelne Pinguine möglicherweise an neue Orte, um geeignetere Bedingungen zu finden. Unser Bevölkerungsmodell umfasste komplexe Ausbreitungsprozesse um diese Bewegungen zu erklären. Wir stellen jedoch fest, dass diese Maßnahmen nicht ausreichen, um den klimabedingten Rückgang der Weltbevölkerung auszugleichen. Kurz gesagt, die globale Klimapolitik hat viel mehr Einfluss auf die Zukunft der Kaiserpinguine als auf die Fähigkeit der Pinguine, sich in einen besseren Lebensraum zu begeben.

Unsere Ergebnisse verdeutlichen die weitreichenden Auswirkungen nationaler klimapolitischer Entscheidungen. Die Eindämmung der Kohlendioxidemissionen hat entscheidende Auswirkungen auf Kaiserpinguine und eine unermessliche Anzahl anderer Arten, für die die Wissenschaft eine solche Warnung noch nicht dokumentiert hat.

Über den Autor

Stephanie Jenouvrier, Associate Scientist, Woods Hole ozeanographische Einrichtung

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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