O chapim no banco de neve:Um ‘canário na mina de carvão’ para as mudanças climáticas nas montanhas da Serra Nevada

A neve molhada atinge meu rosto e puxa meus esquis enquanto subo acima de 8.000 pés na Sierra Nevada, no leste da Califórnia, puxando um trenó carregado com baterias, parafusos, arame e 40 quilos de sementes de girassol, essenciais para nossa pesquisa sobre chapins de montanha.

Quando chegamos ao local remoto de pesquisa, me enfio sob uma lona e abro um laptop.Um coro de números de identificação é gritado enquanto o colega ecologista comportamental Vladimir Pravosudov e eu programo Alimentadores de pássaros “inteligentes” para um próximo experimento.

Passei os últimos seis anos monitorando uma população de chapins da montanha aqui, acompanhando seus ciclos de vida e, principalmente, sua memória, trabalhando em um sistema Pravosudov estabelecido em 2013.O longo e consistente registo deste local de investigação permitiu-nos observar como os chapins sobrevivem às nevascas extremas do inverno e identificar padrões e mudanças ecológicas.

Na história recente, os invernos intensos são frequentemente seguidos por anos de seca aqui na Sierra Nevada e em grande parte do país. os EUAOeste.Este padrão de gangorra foi identificado como um dos sintomas inesperados das alterações climáticas, e o seu impacto sobre os chapins está a fornecer um alerta precoce sobre as perturbações que se avizinham na dinâmica destes ecossistemas florestais de coníferas.

A nossa investigação mostra que um chapim da montanha que enfrenta neve profunda é, para usar um cliché, como um canário numa mina de carvão – a sua capacidade de sobrevivência diz-nos sobre os desafios que temos pela frente.

A extraordinária memória de um chapim

Enquanto Pravosudov chama o próximo número de identificação, e enquanto minhas pernas ficam lentamente mais frias e úmidas, um charmoso e alegre “DEE DEE DEE” soa de uma árvore próxima.Como é que um pássaro que pesa pouco mais do que algumas folhas de papel se sente mais confortável nesta tempestade do que eu?

A resposta se resume às incríveis habilidades cognitivas espaciais dos chapins.

Cognição é o processo pelo qual os animais adquirem, processam, armazenam e agem com base em informações provenientes de seu ambiente.É crítico para muitas espécies, mas muitas vezes é sutil e difícil de medir em animais não humanos.

Os chapins são especialistas em armazenamento de alimentos que escondem dezenas de milhares de alimentos individuais em toda a floresta, sob as bordas da casca das árvores, ou mesmo entre agulhas de pinheiro, a cada outono.Então, eles usam sua memória espacial especializada para recuperar esses esconderijos de comida nos próximos meses.

As condições nas altas serras podem ser duras e, se os chapins não se lembrarem onde está a comida, morrem.

Medimos a memória espacial dos chapins usando uma tarefa clássica de aprendizagem associativa, mas de uma forma muito atípica. localização.Para isso, penduramos um conjunto circular de oito alimentadores equipados com identificação por radiofrequência e cheios de sementes em vários locais do nosso local de campo.As aves são marcadas com “chaves” – etiquetas de transponder em faixas nas pernas que contêm números de identificação individuais e permitem que abram as portas dos comedouros atribuídos para receber uma recompensa alimentar.

A configuração nos permite medir o desempenho da memória espacial de chapins individuais, porque eles precisam lembrar qual alimentador sua chave lhes permite abrir.Ao longo de oito anos, nossas descobertas demonstram que chapins com melhor capacidade de memória espacial são mais probabilidade de sobreviver nas altas montanhas do que aqueles com memórias piores.

No entanto, os chapins podem estar enfrentando desafios crescentes que moldarão o seu futuro nas altas montanhas.Em 2017, um ano com níveis recordes de neve, os chapins adultos apresentaram a menor probabilidade de sobrevivência já medido em nosso site.Este inverno excepcionalmente extremo veio com tempestades recorrentes contendo clima frio e ventos fortes, tornando difícil até mesmo para os chapins mais experientes em memória se alimentarem e sobreviverem.

No entanto, populações triunfantes persistiram em ambientes montanhosos de grande altitude, mas o seu futuro está a tornar-se incerto.

Qual é o problema?

“É uma chicotada climática”, diz Adriano Harpold, um ecohidrologista de montanha.Harpold trabalha para compreender as variações nos padrões climáticos em ambientes florestais, e um de seus locais de campo fica ao lado de nosso local de pesquisa sobre chapins.

A Sierra Nevada e outras cadeias de montanhas no oeste da América do Norte têm experimentado mais anos extremos de neve e anos de seca, amplificado pelas alterações climáticas.A neve extrema ligada ao aquecimento global pode parecer contra-intuitiva, mas é física básica.O ar mais quente pode reter mais umidade – cerca de 7% a mais para cada grau Celsius (a cada 1,8 graus Fahrenheit) que as temperaturas sobem.Isso pode resultar em nevascas mais fortes quando ocorrem tempestades.

No inverno recorde de 2023, mais de 5 metros de neve cobriram a paisagem que nossos chapins usavam todos os dias.Na verdade, essas tempestades intensas e temperaturas frias não só dificultaram a sobrevivência das aves no inverno, mas também tornaram quase impossível que elas se reproduzissem no verão seguinte:46% dos ninhos de chapim em nosso local de altitude mais elevada não produziram descendentes.Isto provavelmente se deveu à neve profunda que os impediu de encontrar insetos emergentes para alimentar os filhotes ou mesmo de chegar aos locais de nidificação até julho.

A cascata prejudica devido ao excesso de neve

Mesmo em anos de nevascas tremendas, os chapins ainda podem usar suas memórias espaciais afinadas para recuperar alimentos.No entanto, tempestades severas podem reduzir as suas probabilidades de sobrevivência.E se sobreviverem ao inverno, os seus locais de nidificação – cavidades nas árvores – podem ficar enterrados sob pés de neve na primavera.

Não importa o quão inteligente você seja se não consegue chegar ao seu ninho.

Oscilações extremas da neve também afetam insetos que são essenciais para a alimentação dos filhotes de chapim.Recursos limitados levam a descendentes menores de chapins, com menor probabilidade de sobreviver no alto das montanhas.

A cobertura de neve é ​​​​boa para os insetos que passam o inverno na maioria dos casos, pois fornece uma manta isolante que os evita que morram durante os meses gelados.No entanto, se a neve persistir por muito tempo no verão, os insetos podem ficar sem energia e morrer antes de emergirem, ou emergirem depois dos chapins. realmente preciso deles.Os anos de seca também podem levar ao declínio da população de insetos.

Os extremos em ambos os extremos do espectro estão dificultando o desenvolvimento dos chapins, e cada vez mais vemos oscilações entre esses extremos.

Estes efeitos agravados significam que, em alguns anos, os chapins simplesmente não nidificam com sucesso.Isto leva a um declínio nas populações de chapim em anos com pior efeito chicote – seca seguida de neve intensa repetida – especialmente em altitudes elevadas.Isto é especialmente preocupante, pois muitos Prevê-se que espécies de aves que vivem nas montanhas aumentem de altitude para escapar do aumento das temperaturas, que podem ser perigosas.

Lições para o futuro

Os chapins podem ser retratados como irradiando uma beleza tranquila em cartões de Natal, mas, realisticamente, esses rufiões barulhentos e redondos são sobreviventes resistentes de ambientes rigorosos de inverno nas latitudes do norte.

Nossa pesquisa de longo prazo acompanhando esses chapins fornece uma janela única para as relações entre a neve do inverno, as populações de chapins e a comunidade biológica ao seu redor, como florestas de coníferas e inseto populações.

Estas relações ilustram que as alterações climáticas são uma história mais complicada do que apenas o aumento da temperatura – e que os seus efeitos em cascata e em chicotada podem desestabilizar os ecossistemas.