Исследователи использовали почасовые температурные карты и другие данные, полученные Североамериканской системой ассимиляции наземных данных (NLDAS) — усилием моделирования земной поверхности, поддерживаемым НАСА и другими организациями — вместе с физиологическими данными, чтобы исследовать, как скорость потери воды за счет испарения в реакция на высокие температуры была различной у пяти видов птиц с разной массой тела. Используя эти данные, они смогли составить карту потенциального воздействия нынешних и будущих волн тепла на смертельный риск обезвоживания певчих птиц на Юго-Западе и насколько быстро обезвоживание может происходить у каждого вида.Исследователи сосредоточили внимание на пяти видах певчих птиц, обычно встречающихся на юго-западе пустыни: малом щегле, домашнем вьюрке, кактусовом крапивнике, буксире Аберта и криклювом трэшере.
В прогнозируемых условиях, когда температура повышается на 4 градуса по Цельсию (7 градусов по Фаренгейту), что соответствует некоторым сценариям летнего потепления к концу века, волны тепла будут возникать чаще, становиться более жаркими и расширяться в географическом диапазоне до точки. где все пять видов будут подвержены большему риску смертельного обезвоживания.«Птицы подвержены тепловому стрессу двумя способами», — сказал соавтор исследования Блэр Вольф, профессор биологии Университета Нью-Мексико. При финансовой поддержке Национального научного фонда Вольф исследовал термостойкость для каждого из пяти видов в исследовании, а также для других видов птиц в Австралии и Южной Африке. «Когда очень жарко, они просто не могут испарить достаточно воды, чтобы оставаться прохладными, поэтому они перегреваются и умирают от теплового удара», — сказал он. «В других случаях высокие темпы потери воды за счет испарения, необходимые для поддержания прохлады, истощают водные бассейны их тела до смертельного уровня, и птицы умирают от обезвоживания. Это фактор стресса, на котором мы сосредоточились в этом исследовании».
Происходит то, что происходит примерно при 40 градусах Цельсия [104 градуса по Фаренгейту], эти певчие птицы начинают задыхаться, что очень быстро увеличивает скорость потери воды, объяснил соавтор Александр Герсон, доцент биологии Массачусетского университета в Амхерсте. Во время исследования он работал с Вольфом в качестве постдокторанта в Университете Нью-Мексико. Он добавил: «Большинство животных могут переносить только потерю воды, которая приводит к потере 15 или 20 процентов массы тела перед смертью.
Таким образом, животное, испытывающее пиковые температуры в жаркий летний день, без доступа к воде, не сможет выжить. это больше, чем несколько часов ".Как и ожидалось, они обнаружили, что мелкие виды особенно восприимчивы к летальному обезвоживанию, потому что они теряют воду с пропорционально большей скоростью. Например, при 50 градусах Цельсия [122 градуса по Фаренгейту] меньший щегол и домашний зяблик теряют от 8 до 9 процентов массы своего тела из-за испарения воды в час, в то время как более крупный молотильщик с кривым клювом теряет только около 5 процентов своей массы. масса в час. К концу века количество дней в юго-западной пустыне, когда смертельное обезвоживание представляет высокий риск для мелкого щегла, увеличивается с 7 до 25 дней в году.
Для более крупных видов эти дни также увеличатся, но останутся редкими.Исследователи отметили, что, несмотря на их физиологические недостатки, домашние зяблики и мелкие щеглы могут жить сравнительно лучше, поскольку они могут выжить в ряде экосистем и имеют более обширный ареал. Но специалисты по пустыне, такие как трэшер с кривым клювом и букси Аберта, имеют более специфические потребности в среде обитания и поэтому имеют более ограниченный диапазон, ограниченный в Соединенных Штатах в основном жаркими пустынями Юго-Запада. Это означает, что большая часть их населения подвергается риску смертельного обезвоживания, когда возникают достаточно сильные волны тепла.
«Когда вы попадаете в ситуацию, когда затрагивается большая часть диапазона, мы начинаем больше тревожиться из-за того, что мы видим», — сказал ведущий автор Том Олбрайт из Университета Невады в Рино, отметив, что это увеличивает риск смертельного обезвоживания, от которого страдает большая часть населения.По мнению исследователей, учитывая этот сценарий потепления, климатические убежища — микроклиматы, такие как вершины гор, деревья и тени, позволяющие температуре тела певчих птиц остыть до безопасного уровня, — могут оказаться очень важными в планах управления некоторыми уязвимыми видами. «Используя этот тип данных, менеджеры, определяющие лучшие убежища, могут иметь лучшее представление о температурном профиле, подходящем для этих птиц», — сказал Герсон.