Bergmanovo pravidlo zní extrémně jednoduše: v chladném podnebí jsou zvířata větší, v horkém podnebí menší. Je vše jasné?
Toto pravidlo obstálo ve zkoušce téměř dvě století. Příběh norování sov napříč Severní Amerikou je však mnohem složitější. Mnohem obtížnější.
Nová data z Convoy Laboratory na University of Idaho ukazují, že tito ptáci nejsou jen produktem pomalého a stabilního vývoje. Stávají se také obětí svého raného dětství a toho, co jim v tuto chvíli naloží na talíř.
Zeměpis je důležitý, ale také to, co se stane s mládětem gyrfalcona, když léto spálí zemi.
Kontrola přechodu
Proč gyrfalcons?
Nejde o to, že by se jednalo o nejpůvabnější dravce. A to vše kvůli obrovskému množství dat. Courtney Convoy a její tým sledovali tyto suché stepní predátory po celá desetiletí. Měli spoustu čísel. Tolik.
“Zpočátku jsme si tento druh vybrali ke studiu… hlavně kvůli jeho obrovskému geografickému rozsahu,” říká hlavní autor Kert Ongman.
Vědci chtěli vědět, zda tento konkrétní druh sleduje klasický šířkový gradient. Odpověď? Ano.
Gyrfalconi v chladnějších severních oblastech jsou těžší. Mají delší křídla. Vzor je přítomen a jasně viditelný. Ale vzory samy o sobě mechanismy nevysvětlují. Můžete vidět, že strom je vysoký, aniž byste pochopili proč jsou kořeny hluboké.
Tým potřeboval zjistit: Jsou rozdíly ve velikosti geneticky podmíněny? Je to výsledek vývoje? Nebo jen reakce na to, co ptáci jedli minulý týden?
Tři teorie
Aby vědci určili hnací sílu, museli oddělit časová měřítka.
Studovali:
- Dědičná adaptace na lokální teplotní extrémy (dlouhodobý efekt).
- Omezení vývoje vlivem stresu v raném věku (střednědobý efekt).
- Reverzibilní kolísání hmotnosti v důsledku nedávné dostupnosti potravy (krátkodobý účinek).
Data byla shromážděna od 5597 jednotlivých osob. To je obrovské množství kostí a měření hmotnosti.
Měření se týkala 54 míst na západě Spojených států. 1600 kilometrů zeměpisné šířky. Od hladiny moře až do nadmořské výšky přes 2000 metrů. Od 2000 do 2200 (pravděpodobně s odkazem na roky výzkumu nebo jiné souřadnice, ale tak je uvedeno v textu). Tato data byla smíchána s informacemi o suchu z National Centers for Environmental Information (NCEI), indikátory vegetační zeleně od NASA a daty o klimatu z Oregon State University.
Výsledkem je jakýsi ekologický model „slice“.
Co zůstává stejné a co kolísá
Výsledky oddělily vlastnosti na základě toho, jak „stále“ vypadaly.
Délka tarzu (klouby tlapky) zůstala téměř nezměněna. Je to konstrukční prvek, který má tendenci zůstat trvalý. Ve skutečnosti to silně korelovalo s dlouhodobými průměrnými teplotami. To ukazuje na dědičnou adaptaci. Během generací si ptáci na severu vyvinuli nohy přizpůsobené chladu.
Hmotnost dospělého těla a délka křídel vyprávěly jiný příběh.
Tyto značky jsou plastové. Mění se. Korelovaly s 21letými průměrnými teplotami stejným způsobem jako tlapky, ale s důležitým upozorněním.
S každým zvýšením teploty o stupeň Celsia klesla tělesná hmotnost dospělých o 0,41 %. Křídla se zkrátila o 0,16 %.
Nebyla to jen reakce na počasí. Jednalo se o lokalizované, dědičné zmenšení velikosti v teplejších oblastech. Příroda „zkracuje“ velikost tam, kde je horko.
Past na mladá zvířata
Ale tady se to lepí.
Jak je to s tělesnou hmotností mláďat? Nezajímaly ji 21leté průměry. Reagovala tak na předloňské sucho.
Pokud bylo období páření v roce před vylíhnutím horké a suché, byli tito melouni menší. Proč?
Dostupnost zdrojů. Teplo působí na hmyz. Méně hmyzu vede u samic ke stresu. Stresované samice kladou vajíčka nebo krmí mláďata, která začínají život s deficitem. Toto je přenosový efekt.
A to ovlivnilo i dospělé.
Extrémní horko a sucho v předchozím roce vedly ke zkrácení holenních kostí u mladých dospělých. Tepelný stres a omezení zdrojů utvářely jejich strukturální růst. Nebyla to jen změna hmotnosti; šlo o inhibici vývoje kostí kvůli hladu a horku.
Šestiměsíční okno
Nyní se podívejme na krátkodobé změny.
Šest měsíců před měřením se v kraji vyskytly vydatné deště. Najednou se zdroje zvýšily. A gyrfalconi zareagovali.
Růst křídel a tělesná hmotnost dospělých se rychle měnily.
To dokazuje, že tito ptáci nejsou vytesáni do kamene. Mohou přibrat na váze, když je jídlo dostupné. Mohou se snížit, když zmizí. Jedná se o vratné oscilace poháněné okamžitou dostupností potravy.
Takže kdo vyhraje?
Zjištění jsou smíšená.
Platí Bergmanovo pravidlo. Ale motor, který to pohání, je hybrid.
Je tam genetické jádro – délka bérce, základní velikost – nastavená dlouhodobou tepelnou adaptací. Pak jsou tu měkké tkáně a některé strukturální prvky – hmota, křídla – které kolísají v důsledku krátkodobých šoků ze zdrojů. A existuje generace mladých lidí, kteří nesou šrámy po špatných letech svých rodičů.
„Celkově, ačkoli jsme našli obecnou podporu pro Bergmannovo pravidlo, základní mechanismy se lišily v závislosti na tom, zda byl rys plastický… nebo pevnější,“ píše Ongman.
Budoucí studie budou muset sledovat jednotlivé ptáky po celý jejich život. Spolehlivě určit věk gyrfalconů je obtížné. Ale bez toho nebudeme schopni zcela oddělit vývojovou plasticitu od čisté adaptace.
Musíme také lépe porozumět migraci. Reagují gyrfalconi, kteří migrují, a ti, kteří zůstávají na místě, odlišně? Lokomoční strategie interagují s morfologií způsoby, kterým teprve začínáme rozumět.
Změna klimatu je víc než jen graf rostoucích teplot. To je recept na sucho. Jedná se o narušení potravního řetězce. A to zasáhne tyto ptáky v jejich nejzranitelnější fázi: v raném věku.
Které populace jsou nejzranitelnější? Pravděpodobně ti v nejsušších oblastech, kde špatná léta znamenají menší další generaci, která už možná nikdy nezíská svou původní velikost.
Platí pravidlo. Ale gyrfalcon? Gyrfalcon je složitý.
