פנולוגיה אביבית ושינוי אקלים

כשמגיע האביב אנו מבחינים בשינוי עונות השנה במזג האוויר, אך גם בשלל אירועים טבעיים. תלוי איפה אתה גר, הכרכוסים עלולים לחדור בשלג, הרוצח עלול להיות בחזרה או שעצי הדובדבן עלולים לפרוח. ישנו רצף אירועים מסודר שנראה כאילו הם מתרחשים, כשפרחי אביב שונים מופיעים בסדר, ניצני אדר אדומים מתפרצים בעלים חדשים, או לילך הישן ליד האסם המריח את האוויר. מחזור עונתי זה של תופעות טבע נקרא פנולוגיה. שינוי האקלים הגלובלי נראה שמפריע לפנולוגיה של מינים רבים, בלב ליבם של יחסי גומלין בין מינים.

באזורים ממוזגים כמו המחצית הצפונית של ארצות הברית, קיימת פעילות ביולוגית יחסית יחסית בחורף. מרבית הצמחים רדומים וכך גם החרקים הניזונים מהם. בתורו, בעלי חיים המסתמכים על חרקים אלו כמו עטלפים וציפורים, מבלים במעונות שינה או מבלים את החודשים הקרים במקומות דרומיים יותר. אקטותרמות כמו זוחלים ודו-חיים, שלוקחים את חום גופם מסביבתם, יש גם שלבים פעילים הקשורים לעונות השנה. תקופת חורף ארוכה זו מגבילה את כל פעילויות הגידול, הגידול והפיזור שעושים צמחים ובעלי חיים אל חלון קצר מועדף. זה מה שהופך את האביב לכל כך תוסס, עם צמחים פורחים ומגדלים צמיחה חדשה, חרקים המתהווים ומתרבים, וציפורים עפות חזרה כדי לנצל את השפע הזה קצר מועד. תחילתה של כל אחת מהפעילויות הללו מסתכמת בכל כך הרבה סמנים פנולוגיים.

אורגניזמים שונים מגיבים לרמזים שונים כדי להתחיל פעילויות עונתיות. צמחים רבים יתחילו לגדל עלים שוב לאחר תקופה קבועה של רדום, מה שמכתיב בצורה גסה את חלון העלה. רמיזה שקובעת ליתר דיוק מתי הניצנים נשברים יכולה להיות טמפרטורת האדמה, טמפרטורת האוויר או זמינות המים. באופן דומה, רמזי טמפרטורה יכולים לקדם את תחילת פעילות החרקים. אורך היום עצמו יכול להיות הטריגר האופרטיבי לכמה אירועים עונתיים. רק כאשר יש מספר מספיק של שעות אור יום, ייצרו הורמוני רבייה אצל מיני ציפורים רבים.

התקופה התובענית ביותר בחיים של רוב בעלי החיים היא כאשר הם מתרבה. מסיבה זו, זה היתרון שלהם לחפוף יחד גידול (ולרבים, גידולם של צעירים) בתקופה בה האוכל שופע ביותר. זחלים צריכים לבקוע בדיוק כשעלים רכים וצעירים של עץ אלון מופיעים, לפני שהם מתקשים והופכים פחות מזינים. ציפורי שיר שמגדלות צריכות להקדיש זמן לבקיעה של הצעירים שלהן בדיוק באותה שיא בפעילות הזחל, כך שיוכלו לנצל את מקור החלבון העשיר הזה כדי להאכיל את צאצאיהם. מינים רבים התפתחו כדי לנצל פסגות בזמינות המשאבים, כך שכל האירועים הפנולוגיים העצמאיים לכאורה הם אכן חלק מרשת מורכבת של אינטראקציות מדויקות. שיבושים באירועים עונתיים יכולים להשפיע עמוקות על המערכות האקולוגיות.

ה הפאנל הבין ממשלתי לשינויי אקליםבדו"ח משנת 2007 העריך כי האביב הגיע מוקדם יותר ב 2.3 עד 5.2 יום בעשור בשלושים השנים הקודמות. בין מאות השינויים שנצפו, עליית עצי הגינקו ביפן, פריחת לילך והגעתם של לוחמים השתנו מוקדם יותר השנה. הבעיה היא שלא כל התזוזות הללו מתרחשות באותו קצב, אם בכלל. לדוגמה:

• עש החורף תוזמן לבקוע בדיוק כאשר עלי האלון הצעירים מתפרצים מהניצנים שלהם. עם שינויי האקלים, שניהם קורים מוקדם יותר השנה, אך באופן משמעותי יותר עבור בקיעת עש החורף. הזחלים הצעירים המתהווים ואז מורעבים ומתים.
• כמה ציפורי שיר נודדות אמריקאיות קידמו את נתוני ההגעה שלהם. עם זאת, לפחות אחד ממיני העצים העיקריים שעליהם הם אוכלים העביר את העלים שלו עוד יותר מוקדם. לאחר מכן יתכן וציפורים חסרות את השיא בזמינותם של חרקים שנמצאים על עצים אלה ומספקים את האנרגיה והחלבון הדרושים לציפורים בתחילת עונת הקינון שלהם.

סוגים אלה של התאמה לא נכונה של אירועים חשובים בטבע נקראים חוסר התאמה פנומולוגית. יש כיום מחקר רב שיכול להכיר היכן יתכן שאינן מתאימות אי התאמות.