Ilmastonlmpenemisen vaikutus trofiatasojen vlisiin vuorovaikutuksiin pohjoisboreaalisessa ekosysteemiss

Jenni MntyniemiTulosseminaari 25.4.2012

Ohjaajat: Markku Orell, Seppo Rytknen ja Emma VatkaIlmastonlmpenemisen vaikutus trofiatasojen vlisiin vuorovaikutuksiin pohjoisboreaalisessa ekosysteemissSisltJohdantoTutkimuslajitRavintoketjuTutkimuskysymyksetHypoteesitTuloksetPohdintaLhteet

Ilmastonlmpenemisen on havaittu vaikuttavan eri organismeihin eritavoin Lajin ja sen ravinnon fenologioiden erilaisista vasteista voi seurata eriaikaisuutta lajin ja sen ravinnon vlilleJohdantoTutkimuslajitKoivu(Betula)Pistiis- ja perhostoukat (esim. Operophtera)Varpuslinnut:Sinitiainen Cyanistes caeruleusTalitiainen Parus majorHmtiainen Poecile montanusKirjosieppo Ficedula hypoleucaVarpushaukka Accipiter nisusRavintoketjuKoivunlehdet toukkien ravintoa toukkien kuoriutuminen lehtien puhkeamisen aikaanVarpuslinnut ruokkivat poikasiaan toukilla toukat runsaimmillaan kun poikasten ravinnontarve suurinVarpushaukat ruokkivat poikasiaan varpuslinnuilla, ja nuoret varpuslinnut niiden poikasten ensimmisi saaliita kun poikasten ravinnontarve suurin, varpuslintujen poikaset juuri lhteneet pesst ja ovat helppoa saalista petolinnuille ja niiden aloitteleville poikasille

TutkimuskysymyksetVaikuttaako ilmastonlmpeneminen ravintoketjun eri trofiatasojen fenologioihin?Poikkeavatko eri trofiatasojen vasteet toisistaan?Aiheutuuko erilaisista vasteista eriaikaisuutta trofiatasojen vlille?

HypoteesitIlmastonlmpenemisen seurauksena ravintoketjun eri trofiatasojen fenologiat ovat aikaistuneetEri trofiatasojen vasteet poikkeavat toisistaan alemmat trofiatasot reagoivat ylempi voimakkaamminErilaiset vasteet aiheuttavat eriaikaisuutta joidenkin tutkimuslajien ja niiden ravinnon fenologioiden vlille (erit. kirjosieppo ja varpushaukka), mutta voivat mys parantaa samanaikaisuutta toisilla lajeilla (erit. hmtiainen)

Tulokset

Lehtien puhkeaminenp: 0,285Toukkahuippup: 0,0554Sinitiainen, muninnan aloitusp: 0,534Talitiainen, muninnan aloitusp: 0,00485Hmtiainen, muninnan aloitusp: 0,00683Kirjosieppo, muninnan aloitusp: 0,02158VuosiPiv(huhtikuu)Varpushaukka, poikasten rengastuspivp: 0,00671

Samanaikaisuus, toukatSamanaikaisuus, sinitiainenSamanaikaisuus, talitiainenSamanaikaisuus, hmtiainenSamanaikaisuus, kirjosieppoSamanaikaisuus, varpushaukkatoukkahuippulehtien puhkeaminenmax ravinnontarvetoukkahuippurengastuspivravintohuippu

PohdintaLehtien puhkeamisessa ei havaittu aikaistumistaMiksi?Toukkabiomassahuippu aikaistunut selvsti Toukat reagoivat suoraan lmptilaan kasvavat ja koteloituvat sit nopeammin, mit lmpimmp

PohdintaVarpuslintujen pesint aikaistunut, mutta ei riittvsti toukkien fenologiaan verrattunaPtksentekoymprist ajallisesti erilln valinnan ympristst ympristn vihjeet ennustamassa poikasravinnon saatavuuden ajoittumistaMonet linnut kyttvt pivn valoisan ajan pituutta vihjeen pesinnn aloittamiselle huono ennuste optimaaliselle lisntymisajalle ilmaston lmmetessLmptila toinen trke vihje lmptilat voivat kuitenkin nousta vrn aikaan lintujen pesinnn kannalta

PohdintaNaaraiden ennen munintaa kyttm ravinto reagoi ilmastonlmpenemiseen eritavoin kuin poikasravinto poikasravinto reagoi voimakkaammin, mutta naaraiden ravinto est sopeutumisenMunien tuottaminen vaatii ravinteita ei vlttmtt saatavilla aikaisin kevllAikaisen lisntymisen kustannukset naaraalle suuremmat kuin hydyt lisntymisen aikaistaminen ei kannattavaaPohdintaHmtiaisen samanaikaisuus parantunutHmtiainen pesii yleens liian aikaisin toukkahuipun ajoittumiseen nhden hytyy ilmastonlmpenemisestKirjosiepolla eriaikaisuus lisntynytKirjosieppo muuttolintu talvehtimisalueella ei saa informaatiota kevn etenemisest pesimalueellaMuutto ei aikaistunut este pesinnn aikaistumisellePohdintaVarpushaukkojen pesint aikaistunut, mutta saalislajien pesint vhemmn eriaikaisuus lisntynytInformaation puute ravinnonsaatavuuden ajoittumisesta aika ptksest aloittaa muninta poikasten ravinnontarpeen huippuun on pitk (n. 53 vrk)

PohdintaAlemmat trofiatasot aikaistaneet fenologiaansa ylempi trofiatasoja enemmnLisntymisen ajoittumiseen kohdistuvaan valintapaineeseen vaikuttaa alempien trofiatasojen organismien (ravinnon) fenologian lisksi ylempien trofiatasojen (saalistajien) fenologia jos aikaiseen lisntymiseen liittyy pienempi saalistuspaine, aikaisin lisntyvill parempi kelpoisuus valinta suosii aikaista lisntymistPohdintaIlmastonlmpeneminen vaikuttaa generalisteihin ja spesialisteihin eritavoin spesialistit reagoivat voimakkaammin, sill generalistien helpompi vaihtaa ravintokohdetta eriaikaisuuden seurauksenaErikoistumisen aste vhenee ravintoketjussa ylspin mentess ylemmt trofiatasot reagoivat vhemmn herksti kuin alemmat

PohdintaEriaikaisuuden seurauksiaKuoriutuville poikasille ei tarjolla riittvsti ravintoa poikaskuolleisuus lisntyyEmo joutuu etsimn poikasille ravintoa laajemmalta alueelta emon energiakustannukset kasvavat aikuiskuolleisuus lisntyy etenkin ravintoresursseiltaan kyhill alueillaToukkahuippu lyhenee ajallisesti Tiaisten toiset pest harvinaistuvatLisntynyt kuolleisuus ja heikentynyt lisntymismenestys populaatiokokojen pienentyminen jopa paikallisia sukupuuttojaPohdintaSuurilla elimill ptksentekoympristn ja valinnan ympristn vlinen aika pitk sopeutuminen vaikeintaSuuret elimet usein ravintoketjun huipulla olevia saalistajia saalistajapopulaatioiden voimakkaalla pienenemisell vaikutusta kokonaisten eliyhteisjen toimintaanValinta alkaa suosia aikaista lisntymist samanaikaisuus lajin ja sen ravinnon fenologioiden vlill voi silyLuonnonvalinta voi kuitenkin olla liian hidasta ilmastonlmpenemiseen verrattunaJos lisntymiselle suotuisa aika lyhenee liikaa, lisntymisest tulee mahdotonta fenologian muutoksista riippumattaPohdintaTutkimuksen epvarmuustekijitLehtien puhkeamisen ja toukkien fenologian samanaikaisuuden tarkastelussa kytettiin toukkien kuoriutumispivn sijaan piv, jolloin toukkabiomassaa oli enitenVarpushaukan pesinnn aikaistumisen tarkastelussa kytettiin muninnan aloituspivn sijaan poikasten rengastuspivVarpushaukan poikasten ravinnontarve huipun ja ravinnon saatavuuden samanaikaisuuden tarkastelussa kytettiin poikasten ravinnontarvehuipun sijaan poikasten rengastuspivVarpuslintujen poikasten ravinnontarvehuippu ja pesst lhdn ajoittuminen on laskettu kirjallisuudesta saadun tiedon perusteella

LhteetBoth, C., van Asch, M., Bijlsma, R. G., van den Burg, A. B. & Visser, M. E. (2009). Climate change and unequal phonological changes across four trophic levels: constraints or adaptations? Journal of Animal Ecology 78:73-83Dunn, P. (2004). Breeding dates and reproductive performance. Teoksessa Mller, A. P., Fiedler, W. & Berthold, P.(toim.): Birds and Climate Change. Academic Press, Burlington.Lundberg, A. & Alatalo, R. V. (1992). The Pied Flycatcher. T. & A .D. Poyser, London.Newton, I. (1986). The Sparrowhawk. T. & A. D. Poyser, LondonVatka, E., Orell, M. & Rytknen, S. (2011). Warming climate advances breeding and improves synchrony of food demand and food availability in a boreal passerine. Global Change Biology 17: 3002-3009.Visser, M. E., Adriaensen, F., van Balen, J. H., Blondel, J., Dhondt, A. A., van Dongen, S., du Feu, C., Ivankina, E. V., Kerimov, A. B., de Laet, J., Matthysen, E., McCleery, R., Orell, M. & Thomson, D. L.(2003). Variable responses to large-scale climate change in European Parus populations. Proceedings on the Royal Society of London Series B Biological Sciences 270: 367-372.Visser, M. E. & Both, C. (2005). Shifts in phenology due to global climate change: the need for a yardstick. Proceedings of the Royal Society Series B - Biological Sciences 272: 2561-2569Visser, M. E., Both, C. & Lambrechts, M. M. (2004). Global climate change leads to mistimed avian reproduction. Teoksessa Mller, A. P., Fiedler, W. & Berthold, P.(toim.): Birds and Climate Change. Academic Press, Burlington.

Kuvat: Mikko Karjalainen

Kiitos!