Tegen het einde van elke zomer klokken de grizzlyberen in Alberta's Rocky Mountains op de knalrode bessen van een struik genaamd buffaloberry (Shepherdia canadensis). Bij gebrek aan de zalm van kustbewoners, is het feest het grootste calorie-evenement op het menu van een Alberta-grizzlybeer. Dit is het moment waarop individuen veel van het gewicht krijgen dat nodig is voor de winterslaap.
Maar ons nieuwste onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Climate Change, toont aan dat stijgende temperaturen de ontwikkeling van planten zoals buffaloberry bevorderen, waardoor de timing van dit jaarlijkse buffet naar voren wordt geschoven.
Tegen het jaar 2080 zullen Buffaloberries in de Rockies bijna drie weken eerder rijpen dan nu het geval is. We voorspellen dat deze verandering het gedrag van de grizzlyberen in de regio zal veranderen en misschien de reproductieve cijfers van deze kwetsbare populatie zal bedreigen.
Een nieuwe manier om de ontwikkeling van planten te volgen
Ons werk is gebaseerd op een tuinbouwprincipe dat bekend is bij Canadese hoveniers: dat de ontwikkeling van planten nauw verbonden is met temperatuuraccumulatie. Een plant heeft een bepaalde hoeveelheid warmte nodig om van het ene fenologische stadium naar het andere te gaan - van bloeien naar vruchtvorming, bijvoorbeeld.
We ontdekten dat dit principe op elke ruimtelijke schaal kan worden toegepast, van individuele planten tot hele landschappen. Op basis hiervan hebben we een nieuwe strategie ontwikkeld die gebruik maakt van thermische waarnemingen van satelliet-teledetectie om de seizoensontwikkeling van specifieke understory-planten, zoals buffaloberry, over enorme gebieden te volgen.
Deze progressie volgt Buffaloberry in Canada door een enkel groeiseizoen (april 30 tot oktober 7). De zeer korte 'volledig rijpe fruit'-fenofase (hier te zien bij het 14-tweede merkteken) is het enige fenologische stadium van significante voedingswaarde voor grizzlyberen, waarbij de nadruk wordt gelegd op de interdentale aard van deze kritieke voedselbron.
Ecologische reactie op klimaatverandering
De Verslagen van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) dat menselijke activiteiten de planeet hebben opgewarmd door 1 C boven pre-industriële niveaus. Ecologische gemeenschappen reageren echter niet op mondiale gemiddelden. Regionale veranderingen, die van plaats tot tijd aanzienlijk kunnen variëren, zijn veel relevanter als ze de ecologische respons op opwarmtemperaturen proberen te begrijpen.
Fenologie is de timing van seizoensgebonden gebeurtenissen in planten en dieren en een krachtige lens om de effecten van klimaatverandering waar te nemen.
Bijvoorbeeld, de Japanners hebben de opkomst van bloesems op Kyoto-kersenbomen gevolgd gedurende meer dan 700-jaren. Dankzij deze gegevens konden moderne onderzoekers de lentetemperaturen in Japan reconstrueren sinds de negende eeuw, onthullende koude perioden geassocieerd met langdurige zonnecycli.
De impact van klimaatverandering eindigt niet bij planten. Verschuivingen in de plantenfenologie creëren andere indirecte reacties die door het voedselweb kunnen weerklinken. Wetenschappers hebben hier een term voor: fenologische mismatch. Deze treden op wanneer de seizoensgebonden timing van een interacterende soort niet synchroon loopt met die van een andere soort. Vooruitgang in de timing van de ontwikkeling van vegetatie op Groenland heeft bijvoorbeeld de populaties kariboes gekwetst, waarvan het jaarlijkse afkalfseizoen komt niet meer overeen de timing van het meest voedzame voeder.
Dit is ecoloog Eric Post's "dief-in-the-night"Analogie: het idee dat het de indirecte effecten van klimaatverandering zijn die de grootste bedreiging vormen voor ecologische gemeenschappen.
Klimaatverandering en Alberta's grizzlyberen
Van de vier klimaatprojecties van het IPCC maakte onze studie gebruik van het scenario met matige emissies (RCP4.5 genaamd). We ontdekten dat buffeloberry fruit over Alberta's grizzlyberen-bereik met 2080 gemiddeld drie weken eerder zal rijpen dan nu. Deze vooruitgang neemt toe naar 37-dagen in de subalpiene zones op hogere hoogte.
Een zij-aan-zij vergelijking van de seizoensgebonden buffaloberry ontwikkeling in het grizzlybeer-bereik van Alberta. Het beeld omvat de verschijning van de eerste bloemen tot de verspreiding van fruit. De rode golf geeft de rijping van bessen aan.
Deze verschuiving zal grote gevolgen hebben voor de dominante omnivoor van de provincie, evenals voor andere lokale fruiteters. Grizzlyberen zijn zeer gericht op voedsel en hun bewegingen worden aangedreven door de beschikbaarheid van seizoensgebonden voedselbronnen.
Tijdens de late zomer hebben wetenschappers gedocumenteerd individuele beren in Alberta consumeren tot 200,000 bessen per dag. Het veranderen van de timing van deze kritieke voedselbron betekent dat we kunnen verwachten om beren te zien op momenten en op plaatsen waar we niet gewend zijn om ze te zien.
Een bedreiging voor reproductieve tarieven
Een verkorte, mid-zomer rijping van buffelkruid breidt ook de kloof tussen prime voedingsseizoen en winterslaap uit. Dit zou de voortplantingssnelheid van kunnen veranderen Alberta's bedreigde grizzlybeerpopulatie.
Beren zijn een van de weinige soorten zoogdieren met "vertraagde implantatie", waar in het voorjaar bevruchte eieren maanden vóór het begin van de zwangerschap kunnen wachten. Vorig onderzoek heeft een sterke correlatie laten zien tussen de lichaamsconditie van vrouwelijke beren in de herfst en hun reproductieve succes.
Beren in goede fysieke conditie bevallen eerder, geven langer lactaat en hebben meer welpen. Beren zonder de nodige vetvoorraden mogen helemaal niet bevallen.
Deze opkomende fenologische mismatches kunnen ook zelf terugkeren naar de buffaloberries. De timing van de voorjaarsbloeiing van buffaloberry zal ook eerder verschuiven, waardoor het misschien niet strookt met de levenscycli van de kleinevliegbestuivers de plant hangt af van.
We verwachten niet noodzakelijk dat insectenbestrijders hun verschijning in hetzelfde tempo bevorderen als buffaloberry bloemen, omdat insecten ook kunnen reageren op andere seizoensgebonden signalen zoals uren daglicht.
Dit is met name problematisch voor Buffaloberry, omdat het een van de eerste soorten struiken is die bloeien in de lente, wanneer de pollinatorpopulaties nog maar net beginnen op te duiken. Op dat moment zijn er weinig andere opties voor bestuiving.
Als er goed nieuws is in dit alles, is het dat ons groeiend begrip van de ecologische effecten van klimaatverandering beleidsmakers en betrokken burgers kan helpen om weloverwogen beslissingen te nemen. Koolstofbelastingen, doelstellingen voor de uitstoot van broeikasgassen en strategieën voor hernieuwbare energie behoren tot de belangrijkste kwesties die onze aandacht vereisen.
Over de auteur
Greg McDermid, professor, Universiteit van Calgary; David Laskin, PhD Graduate, Universiteit van Calgary, en Scott Nielsen, professor, University of Alberta
Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.
Verwante Boeken
