Trekvogel betaalt prijs voor Arctische opwarming tijdens tropische overwintering en stelt lichaamsvorm bij

17.05.2016 15:30 Leeftijd: 3 Jaar
Categorie: Ecologie
Door: NIOZ

Kanoeten (Calidris canutus canutus) trekken heen en weer tussen hun zomerbroedgebied in het Noordpoolgebied en hun overwinteringsgebied in de West-Afrikaanse tropen en tanken bij in de Waddenzee. Een internationale groep wetenschappers heeft ontdekt dat kuikens die momenteel worden geboren op de snel opwarmende toendra kleiner zijn dan voorheen, vermoedelijk omdat ze te laat geboren worden en de insectenpiek nu mislopen.

De kanoet zoals hij er nu uitziet (links), en een overdreven projectie hoe de kanoet er in de toekomst uit zou kunnen zien (rechts): kleiner, maar met behoud van de relatieve lange snavel (© Jan van Gils).

Als ze hun winterverblijf op de Afrikaanse wadden halen, dan lopen ze daar tegen een tweede probleem aan: met hun kortere snavels kunnen ze niet meer bij hun favoriete schelpdiervoedsel. Dit veroorzaakt een evolutionaire selectiedruk waarbij kleinere vogels met relatief lange snavels de beste kansen hebben.

Deze bevindingen zijn vrijdag 13 mei 2016 in het vooraanstaande blad Science gepubliceerd door een internationale groep wetenschappers uit Nederland (NIOZ en Rijksuniversiteit Groningen), Australië (Deakin universiteit), Frankrijk (CNRS), Polen (universiteit van Gdansk), en Rusland (universiteit van Moskou).

Klimaatsverandering maakt dieren kleiner
Het krimpen van dierenlichamen is pas net ontdekt, maar het wordt nu al beschouwd als een algemene aanpassing aan klimaatsverandering. Tot nu toe zijn er twee met elkaar concurrerende hypothesen die de lichaamsverkleiningen in het dierenrijk verklaren: De ene hypothese veronderstelt dat kleinere lichamen makkelijker warmte kwijtraken vanwege een gunstiger oppervlakte/inhoud ratio. De andere hypothese stelt dat ‘fenologische verschuivingen’ in het ecosysteem ervoor zorgen dat jonge dieren te laat opgroeien ten opzichte van de piek van hun voedsel en daardoor minder hard groeien.

Krimpen Arctische dieren het snelst?
Aangezien het Noordpoolgebied momenteel het snelst opwarmt, kan men verwachten dat deze lichaamsverkleining daar het sterkst naar voren komt. Echter, veel dieren die zich in het Noordpoolgebied voorplanten zijn langeafstandstrekkers die zich buiten de voortplantingsperiode op veel lagere breedtegraden ophouden waar de effecten van klimaatsverandering veel minder duidelijk zijn.
Eerste auteur Jan van Gils van het NIOZ Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee legt uit: “De kanoet is een van de meest noordelijk broedende vogels en ook een bekende langeafstandstrekker. Hij broedt in de Taimyr toendra in Rusland en overwintert in tropische kustsystemen, met name op de Banc d’Arguin in Mauritanië (West-Afrika). Analyses van satellietfoto’s laten zien dat in de afgelopen 33 jaar de sneeuw in de Russische broedgebieden steeds vroeger in het seizoen is gesmolten, met een veranderingssnelheid van een halve dag per jaar; dat komt dus neer komt op ruim twee weken. Het smelten van de sneeuw markeert het begin van de jaarlijkse insectenpiek (Fig. 1), wat het stapelvoedsel is voor de kuikens voordat ze het Noordpoolgebied verlaten. Jonge kanoeten, die onze Poolse collega’s langs de Oostzeekust hebben gevangen tijdens hun eerste trek naar West-Afrika, waren kleiner en hadden kortere snavels na een warme Arctische zomer”.

Krimpende trekvogel betaalt de prijs in de tropen
Nadat ze zijn gearriveerd in West-Afrika, betalen de kleinere jonge vogels de prijs voor het hebben van een korte snavel: hun overleving was slechts de helft ten opzichte van jongen met een langere snavel. Van Gils: “De reden voor deze snavellengte-afhankelijke sterfte is duidelijk. Alleen individuen met een lange snavel kunnen bij de diep-ingegraven schelpdieren op de Banc d’Arguin (Fig. 2). Vogels met te korte snavels moeten noodgedwongen zeegras eten en dat heeft een veel lagere voedingswaarde dan schelpdieren. Het is duidelijk dat de lage overlevingskansen van de steeds kleiner wordende kanoet bijdraagt aan de populatieafname die deze ondersoort momenteel treft”.

Niet alleen lichaamsgrootte verandert, ook de vorm
Dat kanoeten kleiner blijven is algemeen en een direct gevolg van missen van de insectenpiek in het hoge noorden. Maar individuen verschillen in hun snavellengte waarbij de vogels met lange snavels duidelijk in het voordeel zijn in de overwinteringsgebieden; alleen zij kunnen dan bij hun ‘superfood’, de schelpdieren. Door deze dubbele selectiedruk in broed- en overwinteringsgebied zal de kanoetenvorm veranderen: de kanoet wordt gemiddeld kleiner maar de snavel wordt relatief langer.

Van Gils concludeert: “Aangezien bij de kanoet de kleinere individuen het slechter doen dan de grotere, verwerpen we de hypothese dat lichaamskrimping een evolutionair voordeel heeft. We suggereren juist dat een zogenaamde ‘trofische mismatch’ tijdens de kuikenfase debet is aan het kleinere kanoetenlijf: als gevolg van de steeds vroeger beginnende Poolzomer worden kanoetenkuikens nu te laat geboren om volledig van de voedselpiek te kunnen profiteren. We denken dan ook dat deze veranderingen in lichaamsgrootte en vorm, en de negatieve gevolgen voor populaties, algemeen zullen worden in soorten die broeden in het Noordpoolgebied. Dit is een ernstig ecologisch effect wat onze directe aandacht verdient”.

Bron: Website NIOZ.

Referentie:
van Gils, J.A., Lisovski, S., Lok, T., Meissner, W., O?arowska, A., de Fouw, J., Rakhimberdiev, E., Soloviev, M.Y., Piersma, T. & M. Klaassen (2016). Body shrinkage due to Arctic warming reduces red knot fitness in tropical wintering range. Science 352 (6287).