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Colapso de las poblaciones de aves del desierto probablemente debido al estrés por calor debido al cambio climático


A medida que aumentan las temperaturas, las aves del desierto necesitan más agua para enfriarse al mismo tiempo que los desiertos se vuelven más secos, lo que prepara a algunas especies para un choque severo, si no se extingue, según un nuevo estudio de la Universidad de California, Berkeley.


por la Universidad de California – Berkeley


El equipo que el año pasado documentó el colapso de las comunidades de aves en el desierto de Mojave durante el siglo pasado (el 29 por ciento de las 135 especies de aves que estaban presentes hace 100 años son menos comunes y menos extendidas hoy) ha identificado una causa probable: el estrés por calor asociado con el cambio climático

Los últimos hallazgos de los investigadores, parte del Proyecto Grinnell Resurvey de UC Berkeley, provienen de la comparación de los niveles de disminución de especies con simulaciones por computadora de cómo las «aves virtuales» deben lidiar con el calor en un día caluroso promedio en el Valle de la Muerte, que puede ser en los años 30 Celsius —90 grados Fahrenheit — con baja humedad. Estas temperaturas son, en promedio, 2 C (3.6 F) más calientes que hace 100 años. Las aves que el modelo predijo requerirían la mayor cantidad de agua adicional hoy, en comparación con hace 100 años, fueron las especies que más disminuyeron en el desierto de Mojave durante el siglo pasado. El desierto se extiende a ambos lados de la frontera entre California y Nevada.

Los más amenazados son las aves más grandes y las que tienen una dieta de insectos o animales.

«A menudo pensamos que el cambio climático puede causar un evento de mortalidad masiva en el futuro, pero este estudio nos dice que el cambio climático que ya ha ocurrido es demasiado caluroso, y en ciertas áreas, los animales no pueden tolerar el calentamiento y el secado que ya ha ocurrido «, dijo el autor principal Eric Riddell, investigador postdoctoral de la Universidad de Berkeley.

La simulación virtual de aves fue única al permitir a los investigadores identificar el impacto de un estresante fisiológico diario en el desierto, el calor, a medida que las aves dejan la sombra para buscar comida o encontrar parejas. Otros aspectos de un entorno cambiante, como el cambio de las fuentes de alimentos y el fuego, solo aumentan el estrés por calor .

«Este es uno de los primeros estudios que vincula directamente el aumento de las demandas fisiológicas de un clima más cálido y seco con los cambios que están teniendo lugar en la biodiversidad», dijo el autor principal Steven Beissinger, profesor de ciencias ambientales, políticas y gestión de la Universidad de Berkeley. y un investigador en el Museo de Zoología de Vertebrados de Berkeley. «La mayoría de los estudios anteriores no han encontrado una conexión fisiológica directa entre el cambio climático y el cambio de la biodiversidad, que generalmente está mediada por cambios en la red alimentaria o especies competidoras. Nuestro estudio apunta a un efecto directo del cambio climático a través del aumento de las demandas de agua para el enfriamiento por evaporación. mantener la temperatura corporal en la zona de confort «.

Según Beissinger, las conclusiones del equipo sobre estas aves del desierto de California y Nevada pueden aplicarse a especies en otras regiones del mundo.

«Se espera que las condiciones más cálidas y secas se propaguen con el cambio climático, por lo que probablemente estamos viendo un aumento, para las aves en este tipo de demanda de agua por evaporación, en muchos lugares», dijo. «Algunos de estos efectos podrían no solo limitarse al desierto. ¿Importa a un insectívoro que no bebe agua si está en el desierto caliente o en su ciudad natal, por ejemplo, Atlanta? A medida que el clima se calienta, no estoy tan seguro.»

Beissinger, Riddell y sus colegas detallaron sus hallazgos en un artículo que se publicará esta semana en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences .

The Grinnell Resurvey Project, un esfuerzo de 15 años para volver a visitar y registrar la vida silvestre en sitios alrededor de California visitados por el biólogo de la UC Berkeley Joseph Grinnell y sus colegas en el Museo de Zoología de Vertebrados entre 1904 y 1940. La comparación de la vida de mamíferos y aves del estado Más de un siglo ha revelado los cambios provocados por el cambio climático hasta la fecha y ha proporcionado información sobre lo que puede suceder en las próximas décadas a medida que continúa el calentamiento global.

Jadeo y aleteo gular

Al igual que los humanos, las aves regulan sus temperaturas internas para mantenerse dentro de un rango cómodo. Pero ellos no sudan. Como los perros, jadean, pero también pueden hacer vibrar los músculos de su garganta en lo que se llama aleteo gular. El aumento resultante en el flujo de aire y la evaporación del agua los enfría.

Sin embargo, cuanto más se calientan, más agua deben exhalar para bajar la temperatura corporal. El equipo calculó que las aves más grandes, como la paloma de luto, requieren de 10% a 30% más de agua hoy para mantenerse frescas debido al aumento de 2 C en las temperaturas del desierto de Mojave en los últimos 100 años.

Colapso de las poblaciones de aves del desierto probablemente debido al estrés por calor debido al cambio climático
Las aves de rapiña como este halcón de brillo afilado en California pasan mucho tiempo al sol, haciendo que sus necesidades de agua sean mucho más altas a medida que aumentan las temperaturas. Los grandes carnívoros como estos han sido más afectados por el estrés por calor relacionado con el clima en el desierto en los últimos 100 años. Crédito: Sean Peterson

Según el análisis de UC Berkeley, las aves que comen insectos u otros animales están más amenazadas por los cambios en la pérdida de agua por evaporación, ya que generalmente obtienen toda su agua de la humedad de sus alimentos. Raramente, si alguna vez, beben de fuentes de agua superficial. Un aumento del 30% en el requerimiento de agua podría significar que las aves más grandes tienen que atrapar entre 60 y 70 insectos adicionales por día para sobrevivir al aumento del calor. Si esos insectos están aún presentes, las aves aún tienen que gastar energía extra y tiempo para encontrarlos.

La encuesta de campo del equipo, dirigida por la investigadora postdoctoral Kelly Iknayan y publicada el año pasado, confirma esta predicción: el cernícalo americano, el halcón de las praderas y el buitre de pavo, todos grandes y carnívoros, han disminuido, al igual que los grandes comedores de insectos como el veloz de garganta blanca. , golondrina verde-violeta, papamoscas del lado verde oliva, alondra occidental y pájaro azul occidental.

Las aves más pequeñas que comen semillas o son omnívoras están menos amenazadas, según el modelo. De hecho, el estudio anterior demostró que los pequeños insectívoros en el desierto de Mojave (el mosquito azul grisáceo, el rey de corona de rubí, el carbonero de montaña, el mosquito de cola negra, el gorrión de garganta negra, el verdin y el cañón) han sufrido menos en el pasado siglo.

Las aves vegetarianas, como las sembradoras, enfrentan un problema diferente. Debido a que pueden beber de fuentes de agua superficiales (manantiales y piscinas en los oasis del desierto), pueden complementar el agua que obtienen de sus alimentos. Pero eso es solo si hay agua alrededor. Incluso las áreas protegidas del desierto de Mojave —el Valle de la Muerte, el Parque Nacional Joshua Tree y la Reserva Nacional Mojave, donde se realizaron los estudios de aves— se están volviendo más secos debido al cambio climático y al bombeo de agua subterránea por las ciudades cercanas y las áreas agrícolas. Como resultado, las sembradoras también corren el riesgo de muerte relacionada con el calor.

La encuesta realizada por el equipo a las aves en estos parques confirmó que la mayoría de las sembradoras en áreas con fuentes abiertas de agua se han visto menos afectadas por el cambio climático durante el siglo pasado.

«Para los comedores de origen vegetal, es más binario: si una especie sobrevivió o no en un sitio durante los últimos 100 años tuvo más que ver con la presencia o ausencia de agua superficial. Si pudiera beber, estaría mejor que si no se podía beber «, dijo Riddell.» Para los comedores de insectos, es más dependiente de la magnitud del enfriamiento, determinada por el tamaño del cuerpo y la absorción de plumas. Cuanto mayor es el requerimiento de agua, más disminuye la especie. Por lo tanto, hay diferentes maneras en el que el cambio climático se manifiesta para diferentes miembros de la comunidad de aves «.

Los investigadores observaron que algunas aves se están adaptando a las temperaturas más cálidas al moverse hacia el norte o hacia las laderas de las montañas para encontrar hábitats más fríos, mientras que otras están cambiando sus períodos de anidación activos a principios de año para evitar temperaturas más cálidas en el verano. Algunas especies incluso se están volviendo más pequeñas, reduciendo sus necesidades de agua. Pero las aves pueden reducir su tamaño solo un poco.

«Exploramos esa posibilidad: qué tan pequeñas tendrían que llegar a ser las aves para mantener los mismos niveles de estrés», dijo Riddell. «Era algo ridículo, como 35 a 50 por ciento más pequeño. Eso no va a suceder, es demasiado pequeño».

Pájaros virtuales

Riddell, quien tiene experiencia en física, modeló el balance térmico de 50 especies diferentes de aves del desierto en una computadora, obteniendo datos físicos de cada una de las muestras del Museo de Zoología de Vertebrados. Estos datos incluyeron el tamaño, así como la reflectancia de las plumas, la longitud de las plumas y la profundidad de las plumas en la espalda y el vientre. Validó el modelo comparando sus predicciones con los datos sobre el balance de calor en aves cautivas y también con experimentos en modelos físicos de aves por investigadores, incluido el coautor Blair Wolf de la Universidad de Nuevo México en Albuquerque.

Luego ejecutó el modelo, variando las condiciones para cada especie de ave, desde permanecer al sol todo el día hasta permanecer a la sombra todo el día, a varias temperaturas. Death Valley tiene la temperatura alta récord en la Tierra: 134 F en 1913

A partir de estos experimentos virtuales, Riddell y sus colegas pudieron obtener buenas estimaciones de la cantidad de agua adicional necesaria para el enfriamiento por evaporación de cada especie de ave hoy en comparación con hace 100 años, y lo que estas aves necesitarán en el futuro, bajo diferentes cambios climáticos. escenarios

No es sorprendente que hoy en día las aves más grandes requieran una mayor cantidad de agua, y representan muchas de las especies más afectadas desde principios del siglo XX. Riddell predice que, en el peor de los casos de cambio climático , las aves más grandes como la paloma de luto pueden requerir casi el doble de su ingesta típica de agua para fines de siglo para mantenerse lo suficientemente frescas como para sobrevivir a las temperaturas más altas en el desierto.

«La gente se ha centrado en los umbrales letales para las aves, pero nuestra métrica fue la muerte por mil recortes: costos recurrentes de enfriamiento que las aves tendrán que enfrentar todos los días», dijo Riddell. «Según el trabajo de Kelly, hemos visto una reducción del 50 por ciento en la diversidad de especies en sitios en el desierto visitados hace un siglo por Grinnell. Esto no es realmente una cuestión de cuándo sucederá en el futuro, sino entender lo que ya tenemos hecho, lo que ya sucedió «.


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