Исследователь из Западного резервного университета Кейса обнаружил, что после более теплых зим древесные лягушки размножаются раньше и откладывают меньше яиц.Майкл Ф. Бенард, заведующий кафедрой городских и экологических исследований Джорджа Б. Майера и доцент кафедры биологии, также обнаружил, что лягушки откладывают больше яиц зимой с большим количеством дождя и снега.Исследование Бенара, опубликованное сегодня в журнале Global Change Biology, является одним из первых исследований в естественной среде обитания, в котором измеряются последствия одного из основных последствий изменения климата: более высоких температур, которые приводят к более раннему размножению земноводных и других животных.Бенард также обнаружил, что, когда древесные лягушки размножаются в начале года, их потомство задерживается в развитии, но все же преображается в начале года.
Он выявил общие закономерности, изучая и отслеживая важные жизненные события более чем 50 000 молодых и сотен взрослых древесных лягушек за семь лет и сравнивая данные с данными зимней погоды.«Были проведены лабораторные исследования воздействия потепления на размножение лягушек, но то, что мы видим в лаборатории, не совсем то, что мы видим в полевых условиях», — сказал Бенард.Древесные лягушки, обитающие от Алабамы до Аляски, буквально должны оттаивать зимой. Биологи считают, что они размножаются после того, как температура и осадки достигают определенного порога в течение нескольких дней.
Но точная формула неизвестна. Во время размножения каждая самка откладывает все яйца одной массой, называемой кладкой, что делает возможным подсчет яиц.Проанализировав данные, собранные с 2006 по 2012 год, Бенард обнаружил, что на каждый градус Цельсия повышение средней суточной максимальной зимней температуры:
Древесные лягушки размножались на 4,2 дня раньше.Количество яиц на кладку, собранную в прудах, уменьшилось на 3,3%, или на 24 яйца.
Количество яиц на кладку, собранных у лягушек, которые были помечены и помещены в ведра с водой для размножения, уменьшилось на 4,3 процента, или 31 яйцо.«Уменьшение количества яиц на кладку, вероятно, связано с повышенным потреблением энергии самками в более теплые зимы», — пояснил Бенард.Лягушки вырабатывают своего рода антифриз, который предотвращает замерзание их клеток. Но жидкость между клетками замерзает, а сердцебиение и дыхание животных останавливаются при отрицательных температурах.
Если лягушки остаются замороженными дольше, их метаболизм значительно снижается.В отличие от потепления, увеличение количества дождя и снега положительно влияет на яйценоскость. На каждые 2,5 сантиметра увеличения общего количества осадков количество яиц в кладке увеличивалось на 2,3 процента, или на 16,5 яиц.
Причина неясна, но с учетом того, что изменение климата, как ожидается, приведет к увеличению количества осадков в некоторых регионах, этот эффект может помочь противодействовать потенциальным потерям, связанным с потеплением.Бенард не обнаружил влияния даты размножения на выживаемость головастиков или их размер при метаморфозе. Но более раннее размножение было связано с задержкой развития головастиков из-за контринтуитивного влияния более теплых зим на температуры, которые испытывают головастики. Оказывается, хотя более раннее размножение происходит из-за более теплой зимы, когда размножение происходит раньше, вода в пруду, в которой развиваются головастики, более холодная, чем если бы размножение происходило более поздней весной.
Более холодная вода, вероятно, замедлила переход от яйца к метаморфозу.Хотя развитие головастиков было замедленным, каждые два дня до того, как происходило размножение, метаморфоза происходила на день раньше.
«Прежние метаморфозы потенциально увеличивают выживаемость», — сказал Бенард. «Другие исследования показали, что после более длительного летнего периода роста земноводные к зиме становились крупнее и имели больше шансов выжить в условиях холода, хищников и болезней.«Я не уверен, что здесь дело обстоит именно так», — сказал он. «Это потребует дополнительных исследований».Бенард был научным сотрудником Общества стипендиатов Мичиганского университета, когда он начал исследования на шести прудах в университетской лаборатории E.S.
Джордж Резерв, исследовательская станция площадью 1300 акров на юго-востоке Мичигана. Температуры были записаны близлежащей метеостанцией.