Em um deserto devastado pela mudança climática, escavadeiras se saem melhor do que pássaros

Ao longo do século passado, as mudanças climáticas aumentaram continuamente as escaldantes temperaturas do verão em Mojave, e o calor escaldante afetou os pássaros do deserto. Os pesquisadores documentaram um colapso nas populações de pássaros da região, provavelmente como resultado da incapacidade de muitas espécies de pássaros de suportar essas novas temperaturas mais altas.

No entanto, a mesma equipe que documentou o declínio das aves descobriu que as populações de pequenos mamíferos no deserto têm estado relativamente estáveis ​​desde o início do século XX.

Usando modelos de computador para simular como pássaros e mamíferos respondem ao calor, a equipe de estudo mostrou que a resiliência dos pequenos mamíferos é provavelmente devido à sua capacidade de escapar do sol em tocas subterrâneas e sua tendência de serem mais ativos pelo calor. Como resultado desses comportamentos, os pequenos mamíferos têm “custos de resfriamento” muito mais baixos do que os pássaros, que têm menos capacidade de escapar do calor do deserto e precisam de mais água para manter uma temperatura corporal saudável.

“Os cientistas tendem a presumir que a maioria das espécies em uma região experimenta a mesma exposição a mudanças de temperatura ou precipitação e que todas respondem da mesma maneira. Mas agora estamos descobrindo que os animais têm várias estratégias para reduzir suas condições de exposição. Eles poderiam matá-los “, disse o principal autor do estudo, Steven Beissinger, professor de ciência ambiental, política e gestão da Universidade da Califórnia, Berkeley, e pesquisador do Museu de Zoologia de Vertebrados do campus. “Você deveria ver essas diferenças com mais força em um ambiente hostil como o deserto, onde a vida está realmente no limite.”

As descobertas fazem parte do Grinnell Resurvey Project da UC Berkeley, um esforço para revisitar e documentar a vida selvagem em locais na Califórnia estudados pela primeira vez pelo biólogo da UC Berkeley Joseph Grinnell e seus colegas no Museu de Zoologia de Vertebrados entre 1904 e 1940. Anotações de campo detalhadas de Grinnell sobre o A vida animal e vegetal do início do século 20 deu aos biólogos hoje um vislumbre da ecologia do passado, permitindo-lhes documentar como as mudanças climáticas afetaram a vida selvagem em todo o estado.

“Está se tornando cada vez mais claro que os animais em todo o planeta estão respondendo às mudanças climáticas mudando onde vivem e mudando quando se reproduzem, e estamos começando a obter evidências realmente fortes de declínios populacionais em certas áreas que podem estar associadas ao aquecimento, “ele disse. o autor principal Eric Riddell, professor assistente de ecologia, evolução e biologia de organismos na Iowa State University. “Algumas estimativas agora sugerem que uma em cada seis espécies será ameaçada pela mudança climática no próximo século. Será fundamental descobrir quais espécies são e que tipo de características têm. “

Nos últimos anos, o Grinnell Resurvey Project se concentrou na mudança ecológica no Deserto de Mojave, uma área no sul da Califórnia e em Nevada que abriga os Parques Nacionais Death Valley e Joshua Tree e a Reserva Nacional Mojave. No geral, o deserto experimentou um aumento de cerca de 2 C (3,6 F) na temperatura média e uma diminuição de 10 a 20% nas chuvas no último século.

“As espécies do deserto são consideradas relativamente invulneráveis ​​ao aquecimento global, mas muitas espécies do deserto já estão em ou perto de seus limites de tolerância para temperatura e aridez. Cada espécie também tem diferentes graus de resiliência”, disse a co-autora do estudo Lori Hargrove, ecologista. no Museu de História Natural de San Diego. “A mudança climática pode parecer menor, apenas alguns graus, mas já teve, e está tendo, impactos diretos e significativos em muitas espécies, cada uma delas afetando outras espécies, com efeitos em cascata que ainda não foram realizados . “

Mojave passado e presente

Embora o GPS não existisse quando Grinnell e seus colegas conduziram seus estudos, eles deixaram anotações de campo detalhadas de características da paisagem, como colinas, montanhas e riachos, que permitiram aos cientistas de hoje identificar suas localizações em menos de um quilômetro. mesmo em regiões desoladas como o deserto de Mojave.

“Às vezes, eles eram muito bons e deixavam mapas topográficos, mas às vezes é preciso fazer um pouco de trabalho de detetive”, disse Beissinger, que dirige o Projeto Grinnell Resurvey. “Por exemplo, eles dirão: ‘Tentamos Horse Mountain.’ Bem, existem três Montanhas Horse na Califórnia. Portanto, rastreamos a Montanha dos Cavalos na região de estudo. E então você descobre que eles acamparam na foz de um riacho. Então, você olha para os mapas topográficos antigos e vê o fluxo. Usando esses detalhes, podemos mais ou menos recriar onde eles estavam. “

Depois que os pesquisadores identificam um local, o próximo passo é fazer um balanço dos animais que lá vivem. Para estudar as populações de pássaros, os pesquisadores escolherão uma trilha ou rota de caminhada de 2,4 km e irão parar em intervalos definidos para registrar todas as aves que veem ou, mais provavelmente, ouvem.

“Você tem que conhecer o canto de seus pássaros”, disse Beissinger.

Os estudos de pequenos mamíferos são um pouco mais complicados. Como os pequenos mamíferos tendem a ser mais ativos à noite e passar horas do dia se escondendo em tocas, os pesquisadores contam com armadilhas vivas para ter uma ideia de que animais estão por perto.

O co-autor James Patton, professor emérito de biologia integrativa e curador do Museu de Zoologia de Vertebrados da UC Berkeley, liderou os esforços de captura com sua esposa, Carol, no Parque Nacional do Vale da Morte de Mojave. Para obter uma amostra de um local específico, Patton disse que eles preparariam uma série de cerca de 200 armadilhas por noite durante quatro a cinco noites e registrariam o que pegaram.

“Para ser um trabalhador de campo, você tem que ter experiência suficiente com a fauna local para saber que está testando a diversidade de habitats que estão realmente ocupados. Isso significa variações na comunidade de plantas e no substrato, como se a superfície do solo fosse arenosa . rochoso ou difícil “, disse Patton, que está envolvido no Projeto Grinnell Resurvey desde seu início em 2003.

Os pesquisadores da equipe de Beissinger adaptaram modelos estatísticos que explicam as diferenças nos métodos de estudo e detecção entre a época de Grinnell e hoje, permitindo-lhes comparar diretamente a diversidade e prevalência de espécies entre o início do século 20 e o presente. Os novos resultados do estudo são baseados em levantamentos de vários dias de 34 espécies de pequenos mamíferos em 90 locais e 135 espécies de pássaros em 61 locais localizados principalmente em terras protegidas e parques nacionais no deserto de Mojave.

Em 2018, a equipe relatou suas descobertas de que as populações de pássaros diminuíram vertiginosamente, com 61 locais perdendo, em média, 43% das espécies que existiam há um século. No entanto, de acordo com novos dados de captura, as populações de pequenos mamíferos não mudaram significativamente desde então.

“Os mamíferos mostraram esta estabilidade notável”, disse Beissinger. “É realmente muito interessante que, na mesma região, com o mesmo nível de mudança climática, esses dois taxa muito semelhantes tenham respondido de maneira muito diferente às mudanças que estão acontecendo”.

Construindo um animal ‘virtual’

Os animais do deserto criaram uma variedade de truques diferentes para se refrescar no calor seco. Ao contrário dos humanos, pássaros e pequenos mamíferos não suam. No entanto, alguns contam com outros métodos de resfriamento evaporativo, como respiração ofegante ou “gular flapping”, uma vibração dos músculos da garganta de um pássaro que aumenta o fluxo de ar. Outros evitarão o calor permanecendo na sombra ou construindo tocas ou tocas para se esconder do sol. Alguns evitam o calor do dia por serem noturnos.

Como pesquisador de pós-doutorado na UC Berkeley, Riddell construiu modelos de computador de 49 pássaros do deserto para calcular a temperatura corporal de cada espécie e as necessidades de resfriamento em diferentes condições do deserto. As aves que o modelo previa que teriam o maior aumento nos custos de resfriamento também foram as que apresentaram as maiores perdas nos estudos de campo, principalmente as aves maiores e aquelas em dieta de inseto ou animal.

Para o novo estudo, Riddell construiu modelos fisiológicos adicionais, desta vez para pequenos mamíferos do deserto.

“As simulações estimam as cargas na cabeça que os animais experimentam e, em seguida, calculam quanto calor eles precisam ganhar ou perder para manter uma temperatura corporal estável”, disse Riddell. “É muito semelhante à forma como sua casa controla a temperatura. Você provavelmente deseja manter a temperatura em sua casa razoavelmente constante ao longo das estações, e mantê-la quente ou fria depende do que é feito: Quais são suas propriedades? Qual a espessura é? As paredes? Quanto sol ele recebe? Esses são os tipos de características que eu medi para pássaros e mamíferos. “

Por exemplo, disse ele, um corvo negro absorve mais luz do sol do que um pássaro de cor mais clara. No entanto, a forma do animal, a espessura da plumagem ou pelagem e o comprimento das fibras individuais determinarão quanta luz solar pode passar pelas penas e atingir a pele do animal.

Para pequenos mamíferos, Riddell também estava interessado na rapidez com que o calor pode ser transferido através de seu pelo. Para calcular isso, ele usou espécimes atualmente armazenados no Museu de Zoologia de Vertebrados. Ao colocar as amostras de pele em um aparelho aquecido e colocar termopares nas pontas dos pelos, ele conseguiu obter uma estimativa da condutância térmica de cada animal.

“A condutância térmica é basicamente a rapidez com que algo transfere calor para o ambiente”, disse Riddell. “Um mamífero grande e fofo pode transferir calor muito lentamente, enquanto um animal com pelo muito fino ou curto, como um esquilo terrestre, pode transferir calor rapidamente.”

Os modelos também incluíram diferentes fontes de calor às quais um animal pode ser exposto, como radiação solar direta, radiação solar refletida do solo e radiação infravermelha do solo, conhecida como radiação de ondas longas.

De acordo com os modelos, os custos de resfriamento eram, em média, cerca de 3,3 vezes maiores para as aves do que para os pequenos mamíferos. As temperaturas mais altas associadas às mudanças climáticas aumentaram os custos de resfriamento em 58% para as aves, mas apenas 17% para os mamíferos. Isso se deve em grande parte ao fato de que os pequenos mamíferos podem se refugiar em tocas subterrâneas durante as horas mais quentes do dia.

“Grande parte da diferença nos custos de resfriamento está relacionada ao que chamamos de diferenças de microhabitats. Pequenos mamíferos podem ir para o subsolo onde é muito mais frio e não são expostos à luz solar direta, que aquece os corpos das aves”, disse Beissinger. “Essas variações microgeográficas em sua exposição fazem uma grande diferença, e essas variações devem ser consideradas quando pensamos sobre como as mudanças climáticas afetarão as espécies individuais.”

Para evitar mais perdas, Beissinger diz que será importante identificar refúgios locais no deserto onde a espécie poderá permanecer quando as temperaturas subirem. A redução da demanda por aqüíferos na região também pode evitar que mais nascentes do deserto sequem, devolvendo mais água à paisagem ressecada.

“Este estudo me fez perceber o quão difícil é realmente prever os efeitos da mudança climática”, disse Riddell. “Não se trata apenas de onde a paisagem está aquecendo e onde não está. É um processo realmente complexo que envolve muitos aspectos da biologia de um organismo, incluindo sua fisiologia, seu comportamento, sua evolução, tudo está acoplado. Você precisa adotar uma abordagem realmente inclusiva para compreendê-lo. “