Es bien sabido que las aves y otros animales dependen del campo magnético de la Tierra para la navegación de larga distancia durante las migraciones estacionales.
por la Universidad de Michigan
Pero, ¿cómo afectan las interrupciones periódicas del campo magnético del planeta, causadas por erupciones solares y otros estallidos energéticos, a la confiabilidad de esos sistemas de navegación biológica?
Investigadores de la Universidad de Michigan y sus colegas utilizaron conjuntos de datos masivos a largo plazo de redes de estaciones de radar meteorológico Doppler de EE. UU. y magnetómetros terrestres (dispositivos que miden la intensidad de los campos magnéticos locales) para probar un posible vínculo entre las perturbaciones geomagnéticas y las perturbaciones del planeta. migración nocturna de aves.
Encontraron una reducción del 9 al 17% en el número de aves migratorias , tanto en primavera como en otoño, durante eventos climáticos espaciales severos. Y las aves que optaron por migrar durante tales eventos parecieron experimentar más dificultades para navegar, especialmente en condiciones nubladas en otoño.
Los nuevos hallazgos, publicados en Proceedings of the National Academy of Sciences , proporcionan evidencia correlacional de relaciones previamente desconocidas entre la dinámica de migración nocturna de aves y las perturbaciones geomagnéticas, según los investigadores.
«Nuestros hallazgos resaltan cómo las decisiones de los animales dependen de las condiciones ambientales, incluidas aquellas que nosotros como humanos no podemos percibir, como las perturbaciones geomagnéticas, y que estos comportamientos influyen en los patrones de movimiento de los animales a nivel de población», dijo el autor principal del estudio, Eric Gulson-Castillo, estudiante de doctorado en el Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de la UM.
Una animación de aves despegando cerca de una estación de radar Doppler NEXRAD en Wichita, Kansas. Las aves migratorias nocturnas parten para migrar por la tarde. En una noche de intensa migración, aparecerán como una nube alrededor de la estación de radar. Crédito: Kyle Horton.
El campo magnético de la Tierra se ve afectado periódicamente por erupciones solares que pueden provocar auroras coloridas y que a veces interrumpen las comunicaciones por satélite, los sistemas de navegación humana y las redes eléctricas.
Pero se sabe poco sobre cómo esas perturbaciones afectan a los animales que dependen del campo magnético de la Tierra para su orientación migratoria y navegación. Estudios experimentales previos a lo largo de varias décadas proporcionan pruebas sólidas de que las aves, las tortugas marinas y otros organismos influyen en pequeños cambios en la inclinación, intensidad y declinación magnética al tomar decisiones de orientación y desarrollar mapas de navegación.
Un estudio reciente examinó millones de registros de anillamiento de aves y encontró que las perturbaciones geomagnéticas estaban asociadas con una mayor incidencia de «vagancia» de aves migratorias, es decir, aves que se pierden durante la migración.
Pero la mayoría de los estudios anteriores se centraron estrictamente en la extensión geográfica, la duración y el número de especies examinadas. El estudio recientemente publicado, por el contrario, utiliza un conjunto de datos de 23 años sobre la migración de aves en las Grandes Llanuras de EE. UU. para proporcionar nuevos conocimientos a nivel de población y paisaje.
Los investigadores utilizaron imágenes recopiladas en 37 estaciones de radar NEXRAD en la ruta migratoria central de las Grandes Llanuras de EE. UU., un importante corredor migratorio. La ruta migratoria se extiende por más de 1.000 millas en los EE. UU., desde Texas hasta Dakota del Norte.
El equipo de investigación seleccionó esta región relativamente plana para minimizar las influencias de la topografía montañosa o las costas oceánicas y de los Grandes Lagos. Sus conjuntos de datos finales incluyeron 1,7 millones de escaneos de radar del otoño y 1,4 millones de la primavera.
La comunidad de aves migratorias nocturnas en esta región está compuesta principalmente por un conjunto diverso de aves posadas (Passeriformes, 73% de las especies), como zorzales y reinitas; aves playeras (Charadriiformes, 12%) como playeros y chorlitos; y aves acuáticas (Anseriformes, 9%) como patos, gansos y cisnes.
Los escáneres de radar NEXRAD detectan grupos de cientos a miles de aves migratorias. Se puede estimar la intensidad de la migración, es decir, el número de aves en cada grupo, y medir la dirección del vuelo.
Se accedió a mediciones geomagnéticas simultáneas a través de superMAG, una colección mundial de estaciones terrestres geomagnéticas. Los datos se recogieron de estaciones magnetométricas cercanas a los sitios de radar meteorológico.
Los investigadores compararon los datos de cada estación de radar con un índice personalizado, espaciotemporalmente explícito de perturbación geomagnética que representa el cambio horario máximo con respecto a las condiciones magnéticas de fondo.
El científico espacial de la UM Daniel Welling y la ex estudiante de la Universidad de Texas en Arlington, Michelle Bui, compilaron los datos del clima espacial y diseñaron el índice de perturbación geomagnética. Welling y Bui son coautores del nuevo estudio.
«El mayor desafío fue tratar de resumir un conjunto de datos tan grande (años y años de observaciones de campos magnéticos terrestres ) en un índice de perturbación geomagnética para cada sitio de radar», dijo Welling, profesor asistente en el Departamento de Ciencias e Ingeniería del Clima y el Espacio de la Facultad de Ingeniería de la UM. «Hubo mucho trabajo duro en términos de evaluar la calidad de los datos y validar nuestro producto de datos final para garantizar que fuera apropiado para este estudio».
Los datos encontrados se introdujeron en dos modelos estadísticos complementarios para medir los supuestos efectos de las perturbaciones magnéticas en la migración de las aves. Los modelos controlaron los efectos conocidos del clima, variables temporales como la hora de la noche y variables geográficas como la longitud y la latitud.
«Encontramos un amplio apoyo a que la intensidad de la migración disminuye bajo una alta perturbación geomagnética», dijo el autor principal del estudio Ben Winger, profesor asistente en el Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de la UM y curador de aves en el Museo de Zoología de la UM.
«Nuestros resultados proporcionan un contexto ecológico para décadas de investigación sobre los mecanismos de la magnetorrecepción animal al demostrar los impactos del clima espacial en la dinámica de la migración en toda la comunidad».
Los investigadores también descubrieron que las aves migratorias parecen ir a la deriva con el viento con mayor frecuencia durante las perturbaciones geomagnéticas en el otoño, en lugar de realizar grandes esfuerzos para luchar contra los vientos cruzados.
El «esfuerzo de volar» contra el viento se redujo en un 25% bajo cielos nublados durante fuertes tormentas solares en el otoño, lo que sugiere que una combinación de señales celestes oscurecidas y perturbaciones magnéticas pueden dificultar la navegación.
«Nuestros resultados sugieren que menos aves migran durante fuertes perturbaciones geomagnéticas y que las aves migratorias pueden experimentar más dificultades para navegar, especialmente en condiciones nubladas en otoño», dijo Gulson-Castillo, quien realizó el estudio como parte de su tesis doctoral. «Como resultado, pueden dedicar menos esfuerzo a navegar activamente en vuelo y, en consecuencia, volar en mayor alineación con el viento».
Más información: El clima espacial altera la migración nocturna de las aves, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2023). DOI: 10.1073/pnas.2306317120 . doi.org/10.1073/pnas.2306317120
