Pavasara fenoloģija un klimata izmaiņas

Iestājoties pavasarim, mēs pamanām, ka gadalaiku maiņu ietekmē ne tikai laika apstākļi, bet arī daudzi dabas notikumi. Atkarībā no tā, kur jūs dzīvojat, krokusi var pūst pa sniegu, slepkava var būt atpakaļ vai ķiršu koki var ziedēt. Šķiet, ka notiek sakārtota notikumu secība, secībā parādoties dažādiem pavasara ziediem, sarkanām kļavu pumpuriem iepūstas jaunās lapās vai vecajām ceriņām, ko šķūnis smaržo ar gaisu. Šo sezonālo dabas parādību ciklu sauc par fenoloģiju. Globālās klimata izmaiņas šķiet, ka tas traucē daudzu sugu fenoloģiju, kas ir mijiedarbības pamatā.

Mērenos reģionos, piemēram, Amerikas Savienoto Valstu ziemeļu pusē, ziemā ir salīdzinoši maza bioloģiskā aktivitāte. Lielākā daļa augu ir neaktīvi, tāpat kā kukaiņi, kas no tiem barojas. Savukārt dzīvnieki, kas paļaujas uz šiem kukaiņiem, piemēram, sikspārņi un putni, pārziemo vai aukstos mēnešus pavada dienvidu dienvidos. Ektotermas līdzīgi kā rāpuļiem un abiniekiem, kas no ķermeņa iegūst ķermeņa siltumu, arī aktīvās fāzes ir saistītas ar gadalaikiem. Šis ilgais ziemas periods ierobežo augšanas, selekcijas un izkliedēšanas darbības, kuras augi un dzīvnieki veic, uz īsu labvēlīgu logu. Tas ir tas, kas padara pavasari tik dinamisku, kad augi zied un sāk augt, parādās kukaiņi un vairojas, un putni lido atpakaļ, lai izmantotu šo īslaicīgo velti. Katras no šīm darbībām papildina tik daudz fenoloģisko marķieru.

Dažādi organismi reaģē uz atšķirīgām norādēm, lai sāktu sezonālās aktivitātes. Daudzi augi atkal sāks augt lapām pēc noteikta miega perioda, kas ļoti aptuveni nosaka lapu izvešanas logu. Norāde, kas precīzāk nosaka, kad pumpuri saplīst, var būt augsnes temperatūra, gaisa temperatūra vai ūdens pieejamība. Tāpat temperatūras norādes var veicināt kukaiņu aktivitātes sākšanos. Dienas garums pats par sevi var būt aktivizētājs dažiem sezonas notikumiem. Tikai tad, ja ir pietiekams dienasgaismas stundu skaits, daudzās putnu sugās tiks ražoti reproduktīvie hormoni.

Enerģijas prasīgākais periods vairuma dzīvnieku dzīvē ir tad, kad tie pavairot. Šī iemesla dēļ viņiem ir izdevīgi sakrist ar selekciju (un daudziem tā ir arī mazuļu audzināšana) periodā, kad pārtika ir visbagātākā. Stādiem vajadzētu izšķilties, tiklīdz parādās ozola košās lapas, pirms tās sacietē un kļūst mazāk barojošas. Vaislas dziesmu putnu mazuļiem ir nepieciešama laika izšķilšanās tieši kāpuru aktivitātes laikā, lai viņi varētu izmantot šo bagātīgo olbaltumvielu avotu, lai pabarotu savus pēcnācējus. Daudzas sugas ir attīstījušās, lai izmantotu resursu pieejamības virsotnes, tāpēc visi šie šķietami neatkarīgie fenoloģiskie notikumi patiešām ir daļa no sarežģīta precīzas mijiedarbības tīkla. Traucējumi sezonālos pasākumos var nopietni ietekmēt ekosistēmas.

Starpvaldību klimata pārmaiņu komisija, 2007. gada ziņojumā lēsts, ka pavasaris ir ienācis agrāk par 2,3 līdz 5,2 dienām desmit gados pēdējo 30 gadu laikā. Starp simtiem novēroto izmaiņu, ginkgo koku izmešana Japānā, ceriņu ziedēšana un ķemmīšu ierašanās ir mainījušās gada sākumā. Problēma ir tā, ka ne visas šīs pārmaiņas notiek ar vienādu ātrumu, ja vispār notiek. Piemēram:

• Ziemas kodes ir izšķīlušās tieši tad, kad no pumpuriem izplīst jaunās ozola lapas. Ar klimata izmaiņām abi ir notikuši gada laikā, bet ievērojami vairāk - ziemas kandžu lūku dēļ. Jaunie kāpurs pēc tam badā mirst un mirst.
• Daži Ziemeļamerikas migrējošo dziesmu putni ir uzlabojuši savus ierašanās datus. Tomēr vismaz viena no galvenajām koku sugām, kurā viņi barojas, ir izstumjusi lapu vēl agrāk. Putniem pēc tam varētu pietrūkt to kukaiņu pieejamības, kas atrodami uz šiem kokiem un kas putniem nodrošina vajadzīgo enerģiju un olbaltumvielas ligzdošanas sezonas sākumā.

Šos svarīgu notikumu neatbilstību dabā sauc par fenoloģiskām neatbilstībām. Pašlaik notiek daudz pētījumu, lai apzinātu, kur šīs neatbilstības varētu rasties.