Animals are shapeshifting to cope with climate change

Opwarming van de aarde is een grote uitdaging voor warmbloedige dieren, die een constante interne lichaamstemperatuur moeten handhaven. Zoals iedereen die een zonnesteek heeft meegemaakt kan vertellen, raakt ons lichaam ernstig gestrest wanneer we oververhit raken.

Dieren gaan op verschillende manieren om met de opwarming van de aarde. Sommige verhuizen naar koelere gebieden, zoals dichter bij de polen of naar hoger gelegen terrein. Sommige veranderen de timing van belangrijke levensgebeurtenissen zoals voortplanting en migratie, zodat deze plaatsvinden op koelere momenten. En anderen evolueren om hun lichaamsgrootte aan te passen om sneller af te koelen.

Ons nieuwe onderzoek onderzocht een andere manier waarop diersoorten omgaan met klimaatverandering: door de grootte van hun oren, staarten, snavels en andere aanhangsels te veranderen. We hebben de gepubliceerde literatuur doorgenomen en voorbeelden gevonden van dieren die de grootte van hun aanhangsels vergroten parallel aan klimaatverandering en bijbehorende temperatuurstijgingen.

Hierbij hebben we meerdere voorbeelden geïdentificeerd van dieren die zeer waarschijnlijk "vormveranderaars" zijn – waaronder soorten in Australië. Het patroon is wijdverbreid en suggereert dat opwarming van het klimaat kan leiden tot fundamentele veranderingen in de dierenvorm.

Het is algemeen bekend dat dieren hun ledematen gebruiken om hun interne temperatuur te reguleren. Afrikaanse olifanten, bijvoorbeeld, pompen warm bloed naar hun grote oren, die ze vervolgens wapperen om warmte af te voeren. De snavels van vogels hebben een vergelijkbare functie – de bloedtoevoer kan naar de snavel worden geleid wanneer de vogel het warm heeft. Deze warmte-afvoerende functie wordt afgebeeld in de thermische afbeelding van een koningsparkiet hieronder, waaruit blijkt dat de snavel warmer is dan de rest van het lichaam.

Dit alles betekent dat er voordelen zijn aan grotere aanhangsels in warmere omgevingen. Sterker nog, al in de jaren 1870 merkte de Amerikaanse zoöloog Joel Allen op dat in koudere klimaten warmbloedige dieren – ook bekend als endothermen – de neiging hadden om kleinere aanhangsels te hebben, terwijl die in warmere klimaten juist grotere aanhangsels hadden.

Deze regel werd bekend als de regel van Allen, die sindsdien is ondersteund door studies van vogels en zoogdieren.

Biologische patronen zoals de regel van Allen kunnen ook helpen voorspellingen te doen over hoe dieren zullen evolueren naarmate het klimaat opwarmt. Ons onderzoek was erop gericht voorbeelden te vinden van vormverandering bij dieren in de afgelopen eeuw, consistent met klimaatopwarming en de regel van Allen.

We vonden de meeste gedocumenteerde voorbeelden van gedaanteverwisseling bij vogels – specifiek, vergrotingen van de snavelgrootte.

Dit omvat verschillende soorten Australische papegaaien. Studies tonen aan dat de snavelgrootte van gang-gang kaketoes en roodstuitpapegaaien sinds 1871 met tussen de 4% en 10% is toegenomen.

Zoogdieraanhangsels worden ook steeds groter. Bijvoorbeeld, bij de gewone dwergspitsmuis zijn de staart- en pootlengte sinds 1950 aanzienlijk toegenomen. En bij de grote rondbladneusvleermuis is de vleugelgrootte in dezelfde periode met 1,64% toegenomen.

De verscheidenheid aan voorbeelden geeft aan dat gedaanteverwisseling plaatsvindt in verschillende soorten aanhangsels en bij een verscheidenheid aan dieren, in veel delen van de wereld. Maar er zijn meer onderzoeken nodig om te bepalen welke soorten dieren het meest worden getroffen

Natuurlijk hebben dierlijke aanhangsels functies die veel verder gaan dan het reguleren van de lichaamstemperatuur. Dit betekent dat wetenschappers zich soms hebben gericht op andere redenen die veranderingen in de lichaamsvorm van dieren kunnen verklaren.

Bijvoorbeeld, studies hebben aangetoond dat de gemiddelde snavelgrootte van de Galapagos middelgrote grondvink in de loop van de tijd is veranderd als reactie op zaadgrootte, die op zijn beurt wordt beïnvloed door regenval. Ons onderzoek heeft eerder verzamelde gegevens onderzocht om te bepalen of temperatuur ook veranderingen in de snavelgrootte van deze vinken heeft beïnvloed.

Deze gegevens tonen inderdaad aan dat regenval (en bij uitbreiding zaadgrootte) de snavelgrootte bepaalt. Na drogere zomers was het overlevingspercentage van vogels met kleine snavels verminderd.

Maar we vonden duidelijk bewijs dat vogels met kleinere snavels ook minder kans hebben om warmere zomers te overleven. Dit effect op het overleven was sterker dan dat waargenomen bij regenval. Dit vertelt ons dat de rol van temperatuur mogelijk net zo belangrijk is als andere functies van aanhangsels, zoals voeden, bij het veroorzaken van veranderingen in de grootte van aanhangsels.

Ons onderzoek suggereert ook dat we enige voorspellingen kunnen doen over welke soorten het meest waarschijnlijk de grootte van hun ledematen zullen veranderen als reactie op stijgende temperaturen – namelijk die soorten die voldoen aan de regel van Allen.

Deze omvatten (met enkele kanttekeningen) spreeuwen, zanggorzen, en een groot aantal zeevogels en kleine zoogdieren, zoals Zuid-Amerikaanse graciele opossums.

Ons onderzoek draagt bij aan het wetenschappelijk begrip van hoe wilde dieren zullen reageren op klimaatverandering. Naast het verbeteren van onze capaciteit om de gevolgen van klimaatverandering te voorspellen, stelt dit ons in staat om te identificeren welke soorten het meest kwetsbaar zijn en prioriteit voor conservering vereisen.

De rapportage van de Intergouvernementele Werkgroep inzake Klimaatverandering van vorige maand liet zien dat we zeer weinig tijd hebben om catastrofale opwarming van de aarde af te wenden.

Hoewel ons onderzoek aantoont dat sommige dieren zich aanpassen aan klimaatverandering, zal dat voor veel niet lukken. Zo moeten sommige vogels bijvoorbeeld een specifiek dieet handhaven, wat betekent dat ze de vorm van hun snavel niet kunnen veranderen. Andere dieren zullen simpelweg niet in staat zijn om op tijd te evolueren.

Dus hoewel het voorspellen hoe de natuur zal reageren op klimaatverandering belangrijk is, is de beste manier om soorten in de toekomst te beschermen het drastisch verminderen van de uitstoot van broeikasgassen en zoveel mogelijk opwarming van de aarde voorkomen

Geschreven door Sara Ryding, promovendus, Deakin University en Matthew Symonds, hoofddocent, Deakin University. Dit artikel is opnieuw gepubliceerd van The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.