Mot slutet av varje sommar bär grizzlybjörnar i Alberts Rocky Mountains-slott på de röda bären av en buske som kallas Kanada buffaloberry (Shepherdia canadensis). Förlora laxen av kustbefolkningar är festet den största kalorihändelsen på en Alberts grizzlybjörns meny. Det här är den tid då individer får mycket av den vikt som behövs för viloläge.
Men vår senaste forskning, publicerad i tidningen Natur klimatförändringar, visar att stigande temperaturer förhöjer utvecklingen av växter som buffaloberry, vilket skjuter fram tiden för denna årliga buffé.
Vid år 2080 kommer buffaloberries i Rockies att mogna nästan tre veckor tidigare än vad de för närvarande gör. Vi förutser att denna förändring kommer att förändra beteendet hos regionens grizzlybjörnar, och kanske hotar reproduktiva satser för denna utsatta befolkning.
Ett nytt sätt att spåra växtutveckling
Vårt arbete bygger på en trädgårdsprincip som är känd bland kanadensiska trädgårdsmästare: att växtutvecklingen är tätt kopplad till temperaturackumulering. En växt behöver en viss mängd värme för att gå från ett fenologiskt stadium till nästa - från blommande till fruiting, till exempel.
Vi fann att denna princip kan tillämpas på vilken rumslig skala som helst, från enskilda växter till hela landskapet. Baserat på detta utvecklade vi en ny strategi som använder termiska observationer från satellitavkännare för att spåra säsongsutvecklingen av specifika understory-växter, som buffaloberry, över stora områden.
Denna progression spårar Kanada buffaloberry genom en enda växtsäsong (April 30 till Oct. 7). Den mycket korta "full mogna frukten" fenofasen (ses här vid 14-andra marken) är det enda fenologiska stadiet av betydande näringsvärde för grizzlybjörnar, vilket lyfter fram den kritiska livsmedelsresursens intervall.
Ekologiskt svar på klimatförändringar
Du har nu möjlighet Rapporter från regeringskonferensen om klimatförändringar (IPCC) att mänskliga aktiviteter har värmt planeten av 1 C över preindustriella nivåer. Men ekologiska samhällen svarar inte på globala medelvärden. Regionala förändringar, som kan variera väsentligt från en plats till en annan, är betydligt mer relevanta när man försöker förstå det ekologiska svaret på uppvärmningstemperaturerna.
Fenologi är tidpunkten för säsongshändelser i växter och djur, och en kraftfull lins genom vilken man observerar effekterna av klimatförändringar.
Till exempel har japanerna spårat framväxten av blommor på Kyoto körsbärsträd i mer än 700 år. Dessa register har gjort det möjligt för moderna forskare att rekonstruera vårtemperaturer i Japan sedan nionde århundradet, vilket avslöjar kalla perioder i samband med långsiktiga solcykler.
Klimatets inverkan slutar inte med växter. Växlingar i växtfenologin skapar andra indirekta svar som kan omklara sig i hela livsmedelsbanan. Forskare har en term för detta: fenologisk otillbörlighet. Dessa inträffar när säsongens timing av en interagerande art faller synkroniserad med den hos en annan s. Till exempel har framsteg inom tidsplanen för vegetationsutvecklingen i Grönland skadat populationer av karibou, vars årliga kalingssäsong matchar inte längre tidpunkten för den mest näringsrika foder.
Detta är ekolog Eric Posts "tjuv-in-the-night"Analogi: tanken att det är de indirekta effekterna av klimatförändringar som utgör störst hot mot ekologiska samhällen.
Klimatförändringar och Alberts grizzlybjörnar
Av IPCC: s fyra klimatprognoser använde vår studie moderat-utsläppsscenariot (kallat RCP4.5). Vi fann att vid 2080 kommer buffaloberryfrukt över Alberts grizzlybjörnsort att rippa i genomsnitt tre veckor tidigare än idag. Denna utveckling ökar till 37 dagar i subalpina zoner i högre höjd.
En sida vid sida jämförelse av säsongsbetonad buffaloberry utveckling över Alberta grizzly bear range. Bilden täcker de första blommans utseende till spridda frukt. Den röda vågen indikerar modningen av bär.
Denna omställning kommer att få stora konsekvenser för provinsens dominerande omnivore, liksom andra lokala fruktätare. Grizzlybjörnar är mycket matfokuserade, och deras rörelser drivs av tillgången på säsongsbetonade matkällor.
Under sensommaren har forskare dokumenterat enskilda björnar i Alberta konsumerar upp till 200,000 bär per dag. Att ändra tidpunkten för denna kritiska livsmedelsresurs innebär att vi kan förvänta oss att se björnar ibland och på platser där vi inte brukar se dem.
Ett hot mot reproduktiva priser
En förkortad, mitten av sommarmognad av buffaloberry kommer också att öka klyftan mellan främsta utfodringssäsongen och viloläge. Detta kan ändra reproduktiva frekvenser av Alberts hotade grizzlybjörn befolkning.
Björnar är en av de få däggdjursarterna med "fördröjd implantation", där ägg som befrukas på våren kan vänta i månader innan graviditeten börjar. Tidigare forskning har visat en stark korrelation mellan kroppsförhållandet hos kvinnliga björnar på hösten och deras reproduktiva framgång.
Björnar i gott fysiskt tillstånd föder tidigare, laktat längre och har fler ungar. Björnar utan nödvändiga fettbutiker får inte föda alls.
Dessa framväxande fenologiska missförhållanden kan också cirkulera tillbaka till buffaloberriesna själva. Tidpunkten för vårblomningen av buffaloberry kommer också att skiftas tidigare, kanske sätta den ur synkronisera med livscyklerna hos småflugens pollinatorer plantan beror på.
Vi förväntar oss inte nödvändigtvis att insekts pollinatorer ska utveckla sin framväxt i samma takt som buffaloberrika blommor, eftersom insekter också kan svara på andra säsongssignaler såsom timmar av dagslys.
Detta är speciellt problematiskt för buffaloberry, eftersom det är bland de första buskarna som blommar på våren, när pollinatorpopulationer just börjar dyka upp. Vid den tiden finns det få andra alternativ för pollinering.
Om det finns goda nyheter i något sådant är det att vår växande förståelse för klimatförändringarnas ekologiska effekter kan hjälpa beslutsfattare och engagerade medborgare att fatta välgrundade beslut. Kolskatt, mål för växthusgasutsläpp och strategier för förnybar energi är bland de viktigaste frågorna som kräver vår uppmärksamhet.
Om författaren
Greg McDermid, professor, University of Calgary; David Laskin, doktorsexamen, University of Calgary, och Scott Nielsen, professor, University of Alberta
Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.
relaterade böcker
