Pavasario fenologija ir klimato kaita

Atėjus pavasariui, pastebime, kad sezonus keičia ne tik orai, bet ir daugybė gamtos įvykių. Priklausomai nuo to, kur gyvenate, krokusai gali kirsti sniegą, žudikai gali būti atgal arba vyšnios gali žydėti. Atrodo, kad įvyksta tvarkinga įvykių seka, kai eilės tvarka pasirodo įvairios pavasarinės gėlės, raudoni klevo pumpurai sprogo į naujus lapus arba senos alyvinės lelijos prie tvarto kvepia oru. Šis sezoninis gamtos reiškinių ciklas vadinamas fenologija. Visuotinė klimato kaita Atrodo, kad trukdo daugelio rūšių fenologijai, o tai yra rūšių sąveika.

Vidutinio klimato regionuose, pavyzdžiui, šiaurinėje JAV pusėje, biologinis aktyvumas žiemą yra palyginti mažas. Daugelis augalų yra neveikiantys, taip pat ir vabzdžiai, maitinantys juos. Savo ruožtu gyvūnai, kurie naudojasi šiais vabzdžiais, pavyzdžiui, šikšnosparniai ir paukščiai, žiemoja arba šaltus mėnesius praleidžia pietesnėse vietose. Ektotermos kaip ropliai ir varliagyviai, kurie šilumą atima iš savo aplinkos, taip pat yra aktyvių fazių, susijusių su metų laikais. Šis ilgas žiemos laikotarpis visus auginimo, veisimo ir sklaidos veiksmus, kuriuos atlieka augalai ir gyvūnai, riboja prie trumpo palankaus lango. Štai kodėl pavasaris tampa toks ryškus, kai augalai žydi ir pradeda augti, atsiranda vabzdžių ir veisiasi vabzdžiai, o paukščiai skraido atgal, kad pasinaudotų šia trumpalaikiu palaima. Kiekvienos iš šių veiklų pradžia lemia daugybę fenologinių žymenų.

Skirtingi organizmai reaguoja į skirtingas užuominas, kad galėtų pradėti sezoninę veiklą. Daugelis augalų vėl pradės auginti lapus po nustatyto ramybės periodo, kuris labai grubiai diktuoja lapų langą. Lazda, kuri tiksliau nustato pumpurų lūžimą, gali būti dirvožemio temperatūra, oro temperatūra ar vandens prieinamumas. Panašiai temperatūros žymekliai gali paskatinti vabzdžių veiklą. Dienos ilgumas gali būti aktyvus kai kurių sezoninių įvykių priežastis. Daugelio rūšių paukščių reprodukciniai hormonai bus gaminami tik tada, kai bus pakankamai dienos šviesos valandų.

Labiausiai energijos reikalaujantis laikotarpis daugumos gyvūnų gyvenime yra tada, kai jie dauginasi. Dėl šios priežasties veisimas (ir daugeliui jauniklių auginimas) yra naudingas tuo, kad maistas yra gausiausias. Stalviršiai turėtų išdygti, kai tik pasirodo jauni, švelnūs ąžuolo lapai, kol jie sukietėja ir tampa mažiau maistingi. Veisliniams dainų paukščiams reikia laiku perinti savo jauniklius būtent tuo vikšro aktyvumo periodu, kad jie galėtų išnaudoti šį turtingą baltymų šaltinį savo atžaloms maitinti. Daugelis rūšių išsivystė išnaudodamos išteklių prieinamumo viršūnę, todėl visi šie, atrodytų, nepriklausomi fenologiniai įvykiai yra sudėtingos tikslios sąveikos tinklo dalis. Sezoninių įvykių sutrikimai gali turėti didžiulį poveikį ekosistemoms.

Tarpvyriausybinė klimato kaitos komisija, 2007 m. ataskaitoje apskaičiavo, kad pavasaris atėjo anksčiau per 2,3–5,2 dienos per dešimtmetį per pastaruosius 30 metų. Tarp šimtų stebėtų pokyčių, ankstyvuoju metų periodu pasklido ginkmedžių išpardavimas Japonijoje, alyvmedžių žydėjimas ir vantų atėjimas. Problema ta, kad ne visi šie poslinkiai vyksta tuo pačiu greičiu, jei iš viso. Pavyzdžiui:

• Žiemos kandys buvo iškepusios tik tada, kai nuo pumpurų sprogo jauni ąžuolo lapai. Dėl klimato pokyčių abu šie atvejai įvyko anksčiau, bet žymiai labiau dėl žiemos kandžių liuko. Tada jauni vikšrai badauja ir miršta.
• Kai kurie Šiaurės Amerikos migruojančių dainų paukščiai patobulino atvykimo duomenis. Tačiau bent viena iš pagrindinių medžių rūšių, kuriomis jie minta, pasklido dar anksčiau. Tada paukščiams gali pritrūkti vabzdžių, aptinkamų ant šių medžių, ir aprūpinti energija bei baltymais, kurių reikia paukščiams jų lizdų sezono pradžioje.

Šie svarbių gamtos įvykių paklaidų tipai vadinami fenologiniais neatitikimais. Šiuo metu atliekama daug tyrimų, siekiant nustatyti, kur gali būti šių neatitikimų.