Из-за изменения климата гиеновидные собаки отложили размножение на 22 дня за 30 лет
Из-за изменения климата гиеновидные собаки оказались в фенологической ловушке. За последние 30 лет они сдвинули сроки размножения на 22 дня вперед, чтобы приносить потомство в самую прохладную погоду, когда охотиться комфортнее всего. Однако в результате девяностодневный период, который щенки проводят в норе, теперь приходится на более теплое время года, что отрицательно сказывается на репродуктивном успехе. Впрочем, как отмечается в статье для журнала Proceedings of the National Academy of Sciences, пока межгодовые колебания погоды маскируют негативный эффект глобального потепления на популяцию гиеновидных собак.
Представители многих биологических видов сдвигают время размножения и миграции в ответ на изменение климата. Например, из-за того, что весной становится все теплее, киотские сакуры теперь расцветают на одиннадцать дней раньше привычных сроков. А многие перелетные птицы из Евразии и Северной Америки раньше возвращаются к местам гнездования с зимовок.
Впрочем, в некоторых случаях попытки подстроиться под меняющийся климат загоняют целые виды в экологическую ловушку. Именно это произошло с древесными американскими ласточками (Tachycineta bicolor). Из-за более раннего наступления весны они теперь размножаются на одну-две недели раньше, чем в середине XX века. Однако, несмотря на общее потепление климата, количество холодных весенних дней за последние десятилетия не уменьшилось. В результате ласточки все чаще сталкиваются с днями, когда летающие насекомые неактивны из-за плохой погоды, так что найти достаточно корма для птенцов невозможно. Неудивительно, что успех их размножения снижается.
Похожий пример описала команда зоологов под руководством Брианы Абрамс (Briana Abrahms) из Вашингтонского университета в Сиэтле. В центре внимания исследователей оказались гиеновидные собаки (Lycaon pictus). Хотя эти крупные хищники и живут в Африке, охотиться в жару они не любят. В регионах с сезонным климатом гиеновидные собаки даже приурочивают размножение к самым прохладным месяцам года. В результате в течение девяноста дней после рождения детенышей, пока те сидят в норе, взрослые члены стаи могут охотиться при комфортных для них относительно низких температурах и обеспечивать кормящую мать, а затем и ее потомство, достаточным количеством пищи.
Абрамс и ее коллеги предположили, что из-за изменения климата гиеновидным собакам приходится сдвигать сроки размножения. Чтобы проверить эту гипотезу, авторы проанализировали данные о 60 стаях гиеновидных собак, собранные с 1989 по 2020 год на севере Ботсваны. За каждой из этих групп ученые наблюдали в среднем 2,38 года. Оказалось, что за тридцать лет гиеновидные собаки действительно стали размножаться на двадцать два дня позже. Если в 1990 году детеныши рождались в районе 20 мая, то в 2019-2020 годах это происходило около 12 июня. Иными словами, теперь щенки гиеновидных собак появляется на свет не в конце южнополушарной осени, а в начале южнополушарной зимы.
Авторы связывают этот сдвиг с ростом температур в районе исследования. С конца 1980 годов средние значения максимальной за сутки температуры воздуха здесь увеличились на 1,6 градуса Цельсия. Судя по всему, смещая сроки рождения детенышей вперед, гиеновидные собаки пытаются приурочить даты размножения к периодам привычной для них прохладной температуры. Дополнительный анализ подтвердил эту идею. Средние температуры воздуха в дни рождения щенков гиеновидных собак действительно оставались стабильными на протяжении тридцати лет за счет сдвига сроков размножения.
Однако когда исследователи сравнили, как менялась средняя температура воздуха в течение девяноста дней, когда детеныши гиеновидных собак сидят в норах, выяснилось, что за тридцать лет она выросла с 28,5 градуса Цельсия до 30 градусов Цельсия. Попытка хищников синхронизировать начало размножения с самыми прохладными днями года парадоксальным образом привела к тому, что период выкармливания потомства сдвинулся на более теплое время года, чем прежде. Это отрицательно сказывается на репродуктивном успехе: чем выше температура воздуха в течение девяноста дней после рождения щенков, тем ниже их шансы на выживание. Возможно, это связано с тем, что в жаркую погоду самкам нужно тратить больше энергии на охлаждение, из-за чего она не может произвести достаточно молока для выкармливания детенышей. С другой стороны, в жаркие дни взрослым членам стаи труднее охотиться и снабжать пищей кормящую самку и щенков.
Абрамс с соавторами отмечают, что до сих пор считалось, будто фенология крупных хищников, находящихся на высоких трофических уровнях, должна быть относительно устойчивой в условиях климатических изменений. Однако пример гиеновидных собак демонстрирует, что это не всегда верно. Скорость, с которой смещались сроки размножения этих псовых (на двадцать два дня за тридцать лет), вдвое превышает среднюю скорость фенологических сдвигов, связанных с изменением климата, у других животных.
Ситуацию, в которой гиеновидные собаки оказались из-за изменения климата, можно описать как фенологическую ловушку. Сигналы окружающей среды, на которые они полагались, чтобы повысить успех размножения, теперь заставляют их приносить потомство в неподходящее время года. Это может существенно ухудщить положение вида, который уже находится под угрозой исчезновения. Впрочем, авторы подчеркивают, что пока межгодовые колебания температуры маскируют негативные последствия изменения климата на репродуктивный успех гиеновидных собак. Кроме того, размеры стай этих хищников за период исследования немного выросли, что может компенсировать отрицательный эффект потепления.
Гиеновидные собаки — не только успешные хищники, но и сторонники демократии. Несколько лет назад зоологи выяснили, что они решают, когда идти на охоту, с помощью голосования чиханием. При этом количество чиханий, после которых стая трогается с места, зависит от ранга собак в иерархии группы.
Сергей Коленов
Решаясь на сотрудничество, они стремились снизить затраты и увеличить выгоды
Многолетние наблюдения за гиенами в заповеднике Кении помогли биологам из США обнаружить закономерности, лежащие в основе кооперации в условиях высокого риска. Исследователи фиксировали случаи, когда гиены собирались в группы и нападали на львов, с которыми делили, к примеру, пищу. Анализ показал, что гиены чаще объединялись в тех случаях, когда риск был ниже, а следовательно — ниже были и затраты. При этом потенциальная выгода от объединения была не так важна, хотя тоже играла роль. Результаты опубликованы в Proceedings of the Royal Society B. Пятнистые гиены (Crocuta crocuta) живут большими кланами до 130 особей. Самцы гиен расселяются по мере взросления, а самки остаются там, где родились. В итоге кланы представляют собой большое сообщество из самок, их потомства и самцов-мигрантов. Все они взаимодействуют друг с другом, вместе выращивают детенышей и защищают территорию, но большую часть времени проводят поодиночке или в небольших группах, связи в которых более крепкие. Нередко гиены одного клана объединяются — например, чтобы конкурировать с другими животными. Основные конкуренты гиен — львы, они же — основная причина их смерти. Стычки с этими хищниками опасны, поэтому в каждой ситуации гиены должны оценивать риски, чтобы решить, стоит ли кооперироваться ли с сородичами в борьбе со львами, например, за еду. С одной стороны, у группы гиен против одного-двух львов шансов больше, а с другой — можно избежать конфликта, но затем все равно получить выгоду в виде добытой сородичами пищи. Трэйси Монтгомери (Tracy M. Montgomery) из Мичиганского университета и ее коллеги наблюдали за четырьмя кланами диких пятнистых гиен в национальном заповеднике Масаи Мара в Кении с 1988 по 2016 год. Ученые внимательно фиксировали все ситуации, в которых гиены объединялись в группы из двух или более особей и вступали в конфликты со львами. Нападением или атакой авторы называли случаи, когда две или более гиен ощетинивались и приближались хотя бы к одному льву на расстояние хотя бы 10 метров. Исследователи определяли каждую гиену, участвующую в таком взаимодействии, а также тех, кто предпочитал избежать столкновения, по рисунку пятен и другим отличительным признакам. Кроме этого, они учитывали, насколько близки друг другу гиены, участвующие в совместной атаке, и являются ли они родственниками. Также учитывались количество, пол и возраст львов и контекст столкновения. Исследователи предположили, что гиены с большей вероятностью будут участвовать в конфликтах вместе с сородичами, если возможная выгода будет выше, а затраты — ниже. Тогда гиены должны были чаще сотрудничать в тех случаях, когда львов было меньше или когда среди них было мало самцов; когда в результате столкновения можно было отвоевать тушу животного (чем она больше и свежее — тем лучше); когда их ранг был выше (а значит — больше шансов получить доступ к пище); когда объединяться нужно было с родственниками или другими близкими особями; или когда они были более голодными. Анализ показал, что гиены сталкивались со львами примерно по четыре раза в месяц, и в 42 процентах таких случаев объединялись в группы и вступали в стычки. Это происходило чаще, когда гиен было больше и когда среди львов не было самцов. Также ученые обнаружили, что приветствия, которыми обменивались гиены до того, как объединиться против львов, способствовали увеличению сотрудничества. В целом гиены вдвое чаще дезертировали в моменты, когда другие собирались в группы, чем присоединялись к сородичам. Чаще кооперировались самки (77 процентов участников коалиций) и взрослые особи (89 процентов). Более крепкая социальная связь и родственные отношения между гиенами, а также более высокий ранг также предсказывали сотрудничество. Еще одно важное открытие состояло в том, что у гиен, участвовавших в столкновении со львами за тушу животного, было больше шансов поесть, чем у тех, кто был рядом, но не стал включаться в конфликт. Размер и качество туши, которую гиены могли отбить у львов, обычно не играли роли, однако гиены старались не бороться за тушу крупного животного — бегемота или слона. Вероятно, это связано с тем, что такие туши остаются свежими в течение нескольких дней, и в таких случаях выгоднее просто подождать, пока львы уйдут. Авторы заключили, что в коллективных стычках чаще участвуют те гиены, которые в результате больше получат, чем проиграют. Например, самки, которых в кланах гиен всегда больше, или особи более высокого ранга. При этом потенциальные затраты, судя по всему, важнее, чем потенциальные выгоды: гиены чаще объединялись в условиях низкого риска, независимо от возможного выигрыша. Также роль играли крепкие социальные связи и краткосрочное просоциальное поведение — приветствия, которыми гиены могут обмениваться, прежде чем начнут сотрудничать. Сотрудничество нередко встречается внутри одной социальной группы. А вот с сородичами из других групп нечеловеческие животные объединяются редко, но недавно исследователи заметили такое поведение у бонобо.
