Vårfenologi och klimatförändring

När våren anländer märker vi säsongens förändring av vädret, men också av en mängd naturhändelser. Beroende på var du bor kan krokuserna tränga igenom snön, mördaren kan vara tillbaka eller körsbärsträd kan blomma. Det finns en ordnad sekvens av händelser som verkar inträffa, med olika vårblommor som visas i ordning, röda lönnknoppar spricker i nya löv, eller den gamla lilan vid ladan luktar luften. Denna säsongscykel av naturfenomen kallas fenologi. Globala klimatförändringar verkar störa fenologin hos många arter, i hjärtat av arters interaktion.

I tempererade regioner som den norra halvan av USA finns det relativt liten biologisk aktivitet på vintern. De flesta växter är vilande, och det är också insekterna som matar på dem. Djur som förlitar sig på dessa insekter, som fladdermöss och fåglar, vinner i sin tur i vila eller tillbringar de kalla månaderna på mer sydliga platser. Ectotherms som reptiler och amfibier, som tar kroppen värme från sin miljö, har också aktiva faser knutna till årstiderna. Denna långa vinterperiod begränsar alla växande, avels- och spridningsaktiviteter som växter och djur gör till ett kort gynnsamt fönster. Det är vad som gör våren så livlig, med växter som blommar och sätter på sig ny tillväxt, insekter som växer upp och avlar, och fåglar som flyger tillbaka för att dra nytta av denna kortlivade dusch. Uppkomsten av var och en av dessa aktiviteter utgör så många fenologiska markörer.

Olika organismer svarar på olika ledtrådar för att inleda säsongsaktiviteter. Många växter kommer att börja växa löv igen efter en bestämd tidsperiod av vilande, vilket mycket grovt dikterar bladfönster. Cue som mer exakt bestämmer när knopparna går sönder kan vara jordtemperatur, lufttemperatur eller vattentillgänglighet. På liknande sätt kan temperaturkoder främja början av insektsaktivitet. Dagslängden i sig kan vara den operativa utlösaren för vissa säsongsevenemang. Det är först när det finns ett tillräckligt antal dagsljus som reproduktionshormoner produceras i många fågelarter.

Den mest energikrävande perioden i livet för de flesta djur är när de reproducerar sig. Av den anledningen är det till deras fördel att sammanfalla avel (och för många, uppfostran av unga) under en period då maten är riklig. Larver ska kläckas precis som de unga mjuka bladen av ek kommer fram innan de härdar och blir mindre näringsrika. Uppfödning av sångfåglar måste tillföra kläckningen av sina unga just under den toppen i larvaktiviteten, så att de kan dra nytta av den rika proteinkällan för att utfodra deras avkommor. Många arter har utvecklats för att utnyttja toppar i resurstillgänglighet, så alla dessa till synes oberoende fenologiska händelser är verkligen en del av en komplex webb av exakta interaktioner. Störningar i säsongsevenemang kan ha djupa effekter på ekosystemen.

De Mellanstatliga panelen för klimatförändringar, i en rapport från 2007 uppskattade våren tidigare komma med 2,3 till 5,2 dagar per decennium under de senaste 30 åren. Bland hundratals observerade förändringar har utskjutningen av ginkgoträd i Japan, blomningen av syror och ankomsten av krigare ändrats tidigare under året. Problemet är att inte alla dessa förändringar sker i samma takt, om inte alls. Till exempel:

• Vintermölarna har blivit tidiga att kläckas precis när de unga ekbladen spricker från sina knoppar. Med klimatförändringarna har båda hänt tidigare på året, men betydligt mer för vintermullens kläckning. De unga växande larven svälter och dör.
• Vissa nordamerikanska migrerande sångfåglar har avancerat sina ankomstdata. Åtminstone en av de viktigaste trädarterna som de foder efter har emellertid flyttat ut sin blad ännu tidigare. Fåglar kan då sakna toppen i tillgängligheten för insekter som finns på dessa träd och ger den energi och protein som fåglarna behöver i början av deras häckningssäsong.

Dessa typer av felanpassning av viktiga händelser i naturen kallas fenologiska missförhållanden. Det pågår för närvarande mycket forskning för att erkänna var dessa missförhållanden kan förekomma.