Καθώς φθάνει η άνοιξη παρατηρούμε την αλλαγή των εποχών από τις καιρικές συνθήκες, αλλά και από πολλές φυσικές εκδηλώσεις. Ανάλογα με το πού ζείτε, οι κρόκοι μπορούν να πετάξουν μέσα από το χιόνι, ο σκοτωμένος μπορεί να είναι πίσω, ή τα κεράσια μπορεί να ανθίσουν. Υπάρχει μια τακτική σειρά γεγονότων που φαίνεται να συμβαίνουν, με διάφορα λουλούδια άνοιξη που εμφανίζονται στην τάξη, κόκκινα μπουμπούκια σφενδάμνου που ξεσπούν σε νέα φύλλα, ή το παλιό λιλά από τον αχυρώνα που αρέσει στον αέρα. Αυτός ο εποχιακός κύκλος φυσικών φαινομένων ονομάζεται φαινολογία. Παγκόσμια κλιματική αλλαγή φαίνεται να παρεμβαίνει στη φαινολογία πολλών ειδών, στην καρδιά των αλληλεπιδράσεων των ειδών.
Τι είναι η φαινολογία;
Σε εύκρατες περιοχές όπως το βόρειο ήμισυ των Ηνωμένων Πολιτειών, υπάρχει σχετικά χαμηλή βιολογική δραστηριότητα το χειμώνα. Τα περισσότερα φυτά είναι αδρανή, και τα έντομα τρέφονται με αυτά. Με τη σειρά τους, τα ζώα που βασίζονται σε αυτά τα έντομα, όπως οι νυχτερίδες και τα πουλιά, αδρανούν ή ξοδεύουν τους κρύους μήνες σε πιο νότιες τοποθεσίες.
Ectotherms όπως τα ερπετά και τα αμφίβια, που παίρνουν τη ζεστασιά τους από το περιβάλλον τους, έχουν επίσης ενεργές φάσεις που συνδέονται με τις εποχές. Αυτή η μακρά χειμερινή περίοδος περιορίζει όλες τις δραστηριότητες ανάπτυξης, αναπαραγωγής και διασποράς που τα φυτά και τα ζώα κάνουν σε ένα σύντομο ευνοϊκό παράθυρο. Αυτό είναι που κάνει την άνοιξη τόσο ζωντανή, με τα φυτά να ανθίζουν και να μπαίνουν σε νέα ανάπτυξη, τα έντομα που αναδύονται και αναπαραγωγής, και τα πουλιά που πετούν πίσω για να επωφεληθούν από αυτό το βραχύβιο γενναιοδωρία. Οι αντιδράσεις καθεμιάς από αυτές τις δραστηριότητες προστίθενται σε τόσους πολλούς φαινολογικούς δείκτες.Τι προκαλεί φαινολογικά γεγονότα;
Διαφορετικοί οργανισμοί ανταποκρίνονται σε διαφορετικά συνθήματα για την έναρξη εποχικών δραστηριοτήτων. Πολλά φυτά θα αρχίσουν να αυξάνουν τα φύλλα και πάλι μετά από μια καθορισμένη περίοδο παρατεταμένης αδράνειας, η οποία πολύ χονδρικά υπαγορεύει το φύλλο-out παράθυρο. Cue που προσδιορίζουν με μεγαλύτερη ακρίβεια πότε τα μπουμπούκια μπορεί να είναι η θερμοκρασία του εδάφους, η θερμοκρασία του αέρα ή η διαθεσιμότητα νερού. Παρομοίως, τα σημάδια θερμοκρασίας μπορούν να προωθήσουν την έναρξη της δραστηριότητας των εντόμων. Το ίδιο το μήκος της ημέρας μπορεί να αποτελέσει τη λειτουργική ώθηση για ορισμένα εποχιακά γεγονότα. Μόνο όταν υπάρχει επαρκής αριθμός ωρών ημέρας, οι αναπαραγωγικές ορμόνες θα παράγονται σε πολλά είδη πτηνών.
Γιατί οι επιστήμονες ενδιαφέρονται για τη φαινολογία;
Η πιο ενεργειακά απαιτητική περίοδος στη ζωή των περισσότερων ζώων είναι όταν αναπαράγονται. Για τον λόγο αυτό, είναι προς όφελός τους να συμπέσουν η αναπαραγωγή (και για πολλούς, η ανύψωση των νέων) σε μια περίοδο κατά την οποία το φαγητό είναι πιο άφθονο. Οι κάμπιες πρέπει να εκκολάπτονται ακριβώς όπως αναδύονται τα νεαρά φύλλα δρυός, πριν σκληρυνθούν και γίνουν λιγότερο θρεπτικά. Τα τραγουδιστικά πτηνά αναπαραγωγής πρέπει να χρονολογούν την εκκόλαψη των νεαρών τους μόνο κατά τη διάρκεια αυτής της αιχμής στην δραστηριότητα της κάμπιας, ώστε να μπορούν να επωφεληθούν από αυτή την πλούσια πηγή πρωτεΐνης για να τροφοδοτήσουν τους απογόνους τους. Πολλά είδη έχουν εξελιχθεί για να εκμεταλλευτούν τις κορυφές της διαθεσιμότητας πόρων, επομένως όλα αυτά τα φαινολογικά ανεξάρτητα φαινόμενα είναι πράγματι μέρος ενός σύνθετου ιστού ακριβών αλληλεπιδράσεων. Οι διαταραχές των εποχιακών γεγονότων μπορούν να έχουν βαθιές επιπτώσεις στα οικοσυστήματα.
Πώς είναι η αλλαγή του κλίματος που επηρεάζει τη φαινολογία;
ο Διακυβερνητική Επιτροπή για την Αλλαγή του Κλίματος, σε μια έκθεση του 2007, εκτιμά ότι η άνοιξη έφτασε νωρίτερα από 2,3 έως 5,2 ημέρες ανά δεκαετία κατά τα προηγούμενα 30 χρόνια. Μεταξύ των εκατοντάδων αλλαγών που παρατηρήθηκαν, η φυλλώματα των δέντρων του τζίνγκο στην Ιαπωνία, η ανθοφορία των πασχαλινών και η άφιξη των λαξευτών έχουν μετατοπιστεί όλα νωρίτερα μέσα στο χρόνο. Το πρόβλημα είναι ότι όλες αυτές οι μετατοπίσεις δεν συμβαίνουν με τον ίδιο ρυθμό, αν είναι καθόλου. Για παράδειγμα:
- Οι χειμωνιάτικοι σκώροι έχουν χρονομετρηθεί για να εκκολαφθούν μόλις τα νεαρά φύλλα δρυός ξεσπάσουν από τους οφθαλμούς τους. Με την αλλαγή του κλίματος, και οι δύο έχουν συμβεί νωρίτερα μέσα στο χρόνο, αλλά πολύ περισσότερο για την εκκολαπτήριο του χειμώνα. Οι νεοσύστατες κάμπιες στη συνέχεια λιμοκτονούν και πεθαίνουν.
- Ορισμένα μεταναστευτικά τραγουδίστρια της Βορείου Αμερικής έχουν προωθήσει τα δεδομένα άφιξής τους. Ωστόσο, τουλάχιστον ένα από τα κύρια είδη δέντρων που καλλιεργούνταν έχει μετατοπίσει το φύλλωμά του ακόμα νωρίτερα. Τα πουλιά θα μπορούσαν στη συνέχεια να χάνουν την κορυφή στη διαθεσιμότητα των εντόμων που βρίσκονται σε αυτά τα δέντρα και να παρέχουν την ενέργεια και την πρωτεΐνη που χρειάζονται τα πουλιά στην αρχή της εποχής τους φωλιάσματος.
Αυτοί οι τύποι αποκλίσεων σημαντικών γεγονότων στη φύση ονομάζονται φαινολογικές αναντιστοιχίες. Υπάρχει πολλή έρευνα που βρίσκεται σε εξέλιξη για να αναγνωριστεί πού μπορεί να υπάρξουν αυτές οι αναντιστοιχίες.