Extreme Hitzewellen können dazu führen Vögel und Säugetiere massenhaft sterben. Aber es ist üblicher, dass ein Tier relativ leichten Hitzestress erfährt, der es nicht tötet. Unsere neuen Erkenntnisse deuten darauf hin, dass diese Personen leider langfristige Gesundheitsschäden erleiden können.
Unser lernen, heute veröffentlicht, beschreibt, wie die Exposition gegenüber heißen und trockenen Bedingungen die DNA von Nestvögeln in ihren ersten Lebenstagen schädigen kann. Dies kann bedeuten, dass sie früher altern, jünger sterben und weniger Nachkommen hervorbringen.
Wir konzentrierten uns auf eine Population von Purpurgekrönte Feenzaunkönige– ein kleiner, vom Aussterben bedrohter Singvogel aus Nordaustralien.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass ihre Populationen möglicherweise ums Überleben kämpfen werden, wenn die globalen Temperaturen steigen, wenn sich die Zaunkönige nicht schnell an die Klimaerwärmung anpassen können. Es ist wichtig, dass wir solche subtilen und ansonsten verborgenen Auswirkungen berücksichtigen, wenn wir vorhersagen, wie es der Biodiversität in einer wärmeren Welt ergehen wird.
Die Kosten für das Aufwachsen in der Hitze
Nestlinge sind aufgrund ihrer Unbeweglichkeit, ihres schnellen Wachstums und ihrer unreifen Physiologie besonders empfindlich gegenüber heißen Temperaturen. Und die Folgen von Hitzestress werden bei Jungvögeln potenziell verstärkt, da die Schäden andauern können Erwachsensein.
Als Teil unserer ökologischen Langzeitstudie haben wir eine Population individuell markierter Purpur-Kronen-Zaunkönige im Mornington Wildlife Sanctuary der Australian Wildlife Conservancy in der Kimberley-Region in Westaustralien intensiv überwacht.
Diese insektenfressenden Vögel bilden kleine soziale Gruppen, die sich um ein Brutpaar gruppieren. Die Vögel, die wir beobachtet haben, verbringen ihr Leben in dichter Vegetation neben ihrem speziellen Platz an einem Flussufer, den sie enthusiastisch vor Eindringlingen verteidigen.
Die Brut kann das ganze Jahr über stattfinden, hat aber ihren Höhepunkt in der Regenzeit des Monsuns. Nester enthalten zwischen einem und vier Nestlingen. Während unserer Studie erlebten sie maximale Lufttemperaturen zwischen 31–45℃.
Unsere Untersuchung konzentrierte sich auf einwöchige Nestlinge und die Beziehung zwischen der Temperatur und einem Abschnitt der DNA der Vögel, der als „Telomere“ bekannt ist.
Telomere sind DNA-Kappen am Ende von Chromosomen, die unter anderem als Puffer dienen, um Zellen vor den Nebenprodukten der Energieproduktion und Stress zu schützen. Sobald dieser Puffer erschöpft ist, fährt die Zelle herunter. Da sich die Anzahl dieser inaktiven Zellen im Laufe der Zeit aufbaut, beschleunigt sich der Alterungsprozess.
Nestlinge, die während ihrer ersten Lebenstage heißen, trockenen Bedingungen ausgesetzt waren, hatten kürzere Telomere. Dies deutet darauf hin, dass das Überleben von Hitzestress ihren schützenden DNA-Puffer verkürzen und die Vögel schneller altern lässt. In der Tat, unsere vorherige Forschung nachgewiesene Nestlinge mit kürzeren Telomeren neigen dazu, jünger zu sterben und folglich weniger Nachkommen zu haben.
Interessanterweise schienen Nestlinge Hitze besser zu vertragen, wenn sie mit Regen zusammenfiel, obwohl wir nicht sicher sind, warum.
Was das unter Klimaerwärmung bedeutet
Es wird vorhergesagt, dass heiße, trockene Bedingungen in Australien im Zuge des Klimawandels häufiger werden. Also haben wir ein mathematisches Modell entwickelt, um zu simulieren, ob ihre Auswirkungen auf die Länge der Nestlingtelomere die Fortpflanzung so stark beeinträchtigen, dass es zu einem Bevölkerungsrückgang kommt.
Wir fanden heraus, dass selbst bei relativ milden Erwärmungsraten die Population nur als Folge der Kürzung der Nestling-Telomere zurückgehen könnte. Die Mathematik ergab auch zwei potenzielle „Flucht“-Maßnahmen, die die Lebensfähigkeit der Bevölkerung erhalten könnten.
Erstens könnte die Bevölkerung längere Telomere und damit einen größeren Puffer entwickeln, um vorzeitiges Altern zu verhindern. Dies ist jedoch völlig spekulativ, da wir nicht verstehen, wie sich Telomere entwickeln oder ob ihre Entwicklung mit dem Klimawandel Schritt halten könnte.
Alternativ könnten sich die Vögel anpassen, wenn sie brüten, sodass Nestlinge häufiger nassen Bedingungen ausgesetzt sind. Dies erscheint jedoch unwahrscheinlich, da die Anzahl der Regentage in der Region voraussichtlich abnehmen wird und die Vögel bereits versuchen, die Brutzeit zu maximieren, wenn dies der Fall ist Regen.
Wichtig ist, dass der Erfolg von Gegenmaßnahmen immer unwahrscheinlicher wird, wenn sich die globale Erwärmung weiter beschleunigt.
Versteckte und verzögerte Kosten einer Hitzeeinwirkung, wie sie in unserer Studie identifiziert wurden, können subtil und schwer zu erkennen sein. Aber sie sind entscheidend, wenn man bedenkt, wie sich die Klimaerwärmung auf die Biodiversität auswirken könnte.
Da sich entwickelnde Tiere im Allgemeinen sind hitzeempfindlicher, und Telomere über Arten hinweg auf ähnliche Weise funktionieren, könnten unsere Ergebnisse auf viele andere Vögel und Säugetiere ausgedehnt werden. Um dies zu bestätigen, sind weitere Untersuchungen erforderlich.
Was kommt als nächstes?
Kühlhaltung ist auch für Elternvögel kostspielig. Wie wir Menschen suchen Vögel oft Schatten auf und werden bei extremer Hitze weniger aktiv. Anstatt zu schwitzen, öffnen sie ihre Schnäbel, um zu keuchen, und breiten ihre Flügel aus, um sich abzukühlen.
Aber diese Verhaltensweisen verlassen ein Elternvogel mit weniger Zeit für die Nahrungssuche, die Verteidigung des Nestes oder die Fütterung der Nachkommen – Aktivitäten, die für das Überleben der Population erforderlich sind. Wir untersuchen, ob dies die Auswirkungen der Telomerverkürzung verstärkt.
Als nächstes planen wir, unsere Forschung zu erweitern, indem wir Temperaturen im und um das Nest herum messen. Wir werden auch untersuchen, ob Weibchen kühlere Mikrostandorte auswählen können, um ihren Jungen zu helfen, der Klimaerwärmung besser standzuhalten, und untersuchen, wie dies mit der Qualität, dem Management und den Bedrohungen des Lebensraums zusammenhängt.
Letztendlich hoffen wir, dass unsere Forschung die Gestaltung von Schutzstrategien beeinflusst, um die Zukunft dieses legendären australischen Vogels und anderer ähnlicher Vögel klimafest zu machen.
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