Крабы представляют собой виды, которые не участвуют во многих исследованиях изменения климата. Большинство исследований сосредоточено на изменениях в умеренном климате, таких как суровость и продолжительность лета и зимы в будущем. Тропические животные мигрируют в ответ на влажные и засушливые сезоны. Если колебания количества осадков станут более резкими и частыми с изменением климата, то у множества животных могут возникнуть проблемы.
Родом из австралийских территорий острова Рождества и Кокосовых островов (Килинг), миллионы крабов начинают кататься по островным дорогам и ландшафтам малиновыми волнами, когда начинаются ноябрьские дожди. После двухнедельного бегства к морю самец краб обустраивает и защищает брачную нору для себя и самки своего вида, место, где она будет насиживать их кладку еще две недели.
Перед утренним приливом, который предшествует декабрьскому новолунию, самки должны выйти, чтобы выбросить свои миллионы яиц в океан. Через месяц на берег выходит следующее поколение крабов.Но отсутствие дождя может отсрочить или полностью отменить этот кропотливый процесс, согласно исследованию, проведенному в Принстонском университете, которое могло помочь ученым понять последствия изменения климата для миллионов мигрирующих животных в тропических зонах Земли.
Исследователи сообщают в журнале Global Change Biology, что репродуктивный цикл крабов тесно связан с количеством и временем выпадения осадков. Эти результаты говорят о том, что беспорядочные осадки могут быть вредными для животных, которые мигрируют в соответствии с сезонным циклом сухой-влажный, который прерывает тропический год, сообщают исследователи.
Если колебания количества осадков станут более резкими и частыми с изменением климата, то проблемы могут возникнуть у множества животных — не только самих мигрантов, но и существ, которые питаются от них.Ведущий автор Эллисон Шоу, которая вела работу в качестве докторанта Принстона в области экологии и эволюционной биологии, объяснила, что то, что ученые понимают о возможном влиянии потепления планеты на перемещение животных, во многом определяется исследованиями того, как существа, которые мигрируют с лета до -зимние сезонные сдвиги в Европе и Северной Америке будут зависеть от таких изменений, как суровость и продолжительность лета и зимы. Однако для тропических существ, таких как красные крабы с острова Рождества или антилопы гну и газели в Африке, регулярные поиски безопасности, пищи и воспроизводства обусловлены влажным и сухим сезонами.
Однако, как непостоянные осадки, которые, как ожидается, будут сопровождать изменение климата, повлияют на этих животных, не совсем понятно, сказал Шоу."Возможно, существует перспективная предвзятость в том, как изучаются мигрирующие виды, и этот конкретный вид представляет две точки зрения, которые не были хорошо задокументированы: виды, которые мигрируют, потому что им приходится размножаться в определенной области, и виды, которые мигрируют в ответ к ливням ", — сказал Шоу, научный сотрудник Австралийского национального университета, который в 2014 году приступит к работе в качестве доцента кафедры экологии Университета Миннесоты.
«Ориентация на эти два типа миграционных паттернов, которые до сих пор не были изучены, — это действительно то, чего мы надеемся достичь с помощью этой статьи, и стимулировать дополнительные исследования в этих областях», — сказал Шоу.Шоу и ее соавтор Кэтрин Келли, профессор океанографии Вашингтонского университета, получили данные о миграции за 36 лет, которые приходились на период с 1919 по 1939 год и с 1976 по 2011 год. Они предсказали дату выхода яиц на каждый год и сравнили более поздние цифры к фактическим измерениям количества осадков с 1973 по 2011 годы.
За исключением трех лет, крабы не начали свой путь размножения, если бы не выпало по крайней мере 22 миллиметра (0,87 дюйма) осадков. Легкий или поздний сезон дождей может подтолкнуть их путешествие вперед или назад на несколько месяцев — например, в 1989 году из-за засухи в ноябре, за которым последовал проливной дождь в конце декабря, крабы остались в норах до начала января.
В особенно засушливый сезон 1997 года крабы никогда не мигрировали и не спаривались. Виной всему явилось сильное Эль-Ниньо — климат с теплой водой, который создает засушливые условия в Индийском океане.
По прогнозам, появление Эль-Ниньо станет более частым явлением по мере того, как на планете становится жарче.«Мы знаем, что 1997 год был очень большим событием Эль-Ниньо, и мы можем предсказать изменения в схемах миграции, используя климатические модели, которые предполагают, что частота появления Эль-Ниньо в будущем потенциально увеличится», — сказал Шоу. «Таким образом, такие годы потенциально могут стать более обычным явлением. Если в ответ крабы не будут мигрировать в годы Эль-Ниньо, это станет очень большой проблемой».
По словам Шоу, изменение климата может стать особой проблемой для таких видов, как красные крабы острова Рождества или морские черепахи, которые мигрируют в определенные места для размножения. Эти животные не живут и не размножаются в одной экосистеме, поэтому любое препятствие между одним местом и другим угрожает их выживанию как вида.«Если они не мигрируют, они не могут воспроизводиться», — сказал Шоу. «Это верно для подгруппы мигрирующих видов, которые должны размножаться в специализированном районе, но проводят большую часть своей взрослой жизни в другом районе.
Они полагаются на миграцию, чтобы переместить их между двумя необходимыми им районами. С другой стороны, такие виды, как многие птицы умеренного пояса, мигрируют, чтобы избежать суровых зим, но если зимы станут менее суровыми, они все равно смогут выжить, даже если не будут мигрировать ».
По словам Шоу, передвижение маленьких красных крабов приносит пользу не только самому виду. Мигрирующие животные играют важную роль в экосистемах, охватывающих территорию, которую они пересекают. Например, китовые акулы мигрируют на остров Рождества, чтобы полакомиться личинками красных крабов.
По словам Шоу, родительские крабы, путешествуя к побережью и обратно, питаются растениями и саженцами, которые не дают острову зарастать.«Мигрирующие виды по определению перемещаются либо на большие расстояния, либо в разных экосистемах», — сказал Шоу. "Крабы мигрируют из наземных районов, чтобы сбрасывать яйца в морской среде.«Поскольку они охватывают эти экосистемы, они могут повлиять не только на морскую среду и такие виды, как китовые акулы, но и на наземные виды и динамику лесов», — сказала она. «Если вы уберете мигрирующие виды, вы потенциально можете повлиять на несколько экосистем».
Дэвид Симс, возглавляющий группу по поведенческой экологии Морской биологической ассоциации в Англии, сказал, что большинство исследований изменения климата относятся к видам с умеренным климатом, потому что последствия изменения климата часто более четко наблюдаются за пределами тропиков.«Я подозреваю, что большинство исследований проводилось на видах умеренного климата, потому что долгосрочные наборы данных, необходимые для поддержки надежного анализа, более доступны для видов в этих регионах», — сказал Симс, который знаком с исследованием, но не участвовал в нем. «Кроме того, некоторые из самых больших изменений температуры моря, наблюдаемые во всем мире, были зарегистрированы в регионах с умеренным климатом, таких как Северное море, поэтому биологические сигналы были более четкими».По словам Симса, работа Шоу и Келли может помочь обеспечить основу для применения исследований видов умеренного климата к их аналогам на экваторе.«В документе хорошо показано, что время миграции тропических видов, возможно, больше похоже на реакцию видов в умеренном климате, чем предполагалось ранее», — сказал Симс. «Обычно кажется, что миграции экзотермических [хладнокровных] видов [таких как миграция красных крабов] коррелируют с изменениями температуры окружающей среды, однако картина для отдельных видов может быть сложной».
Шоу, получившая докторскую степень. из Принстона в 2012 году, начал учебу в университете, планируя исследовательскую поездку на остров Рождества. Ее исследования сосредоточены на моделировании миграционных паттернов и определении причин миграции животных. Ее интерес к красным крабам начался в 2008 году, когда Шоу, будучи докторантом Принстона, финансируемым Национальным географическим обществом / программой грантов Уэйтта, изучала, как размер, пол и другие факторы влияют на миграцию красного краба. Она использовала глобальные климатические данные, чтобы приурочить второй визит в 2009 году к миграции крабов, но сначала была разочарована, когда один только климат, казалось, не мог точно предсказать перемещение крабов.
Прочитав больше об изменении климата и миграции, Шоу поняла, что ее открытие о том, что климат обычно влияет на миграцию через осадки, было ценным.«Пытаясь задать этот вопрос о сроках, мы смогли связать модели миграции с количеством осадков, а количество осадков — с Эль-Ниньо и глобальными климатическими моделями», — сказал Шоу. «Я понял, что в другом свете анализ, который мы провели на крабах, был весьма ценным — он продемонстрировал связь между климатом и миграцией в результате дождя, чего не было для многих видов».