Napisany przez Maureen Nieuwschepen
Niniejszy artykuł jest drugim z dwuczęściowej, opartej na naukowych podstawach serii poświęconej Parnassius apollo.
Ogólnoświatowe skutki zmian klimatu – zmieniające się wzorce pogodowe i zmieniające się zakresy temperatur
Zmiany klimatu, spowodowane zwiększonym poziomem gazów cieplarnianych, prowadzą do zmian wzorców pogodowych i wzrostu liczby ekstremalnych zjawisk pogodowych na całym świecie (Scott, 2016), w szczególności do wzrostu dziennych ekstremalnych temperatur i opadów. Na przykład w Europie odnotowano wzrost dziennych rekordowo wysokich temperatur w porównaniu z dziennymi rekordowo niskimi temperaturami i przewiduje się, że stosunek ten wzrośnie w przyszłości (Ummenhofer & Meehl, 2017). Wraz ze wzrostem temperatury powietrza zmieni się również zdolność zatrzymywania wody w powietrzu, wpływając na wzorce opadów. Obfite opady deszczu i czas trwania okresów suszy nasilają się i oczekuje się, że ich intensywność wzrośnie w przyszłości (Scott, 2016), tym samym negatywnie wpływając na produkcję ekosystemów lądowych w różnych biomach (Zhang i in., 2013). Inne skutki zmian klimatycznych, które mają znaczący wpływ na ekosystemy lądowe, to na przykład zwiększona liczba fal upałów i pożarów (Ummenhofer & Meehl, 2017).
W przypadku Europy zmiany klimatu doprowadziły do wcześniejszego nadejścia lata, ze zmianą o około 10 dni w latach 1960-2000 (Cassou & Cattiaux, 2016). Przewidywane skutki zmian klimatu dla lądowej Europy wyglądają ponuro. Europa nie tylko podlega ogólnoświatowym trendom w zakresie skutków pogodowych wywołanych zmianami klimatu, takich jak wzrost ekstremalnych opadów i dotkliwość susz, ale także stoi przed wyjątkowymi wyzwaniami zgodnie z modelami prognozowania klimatu (Carvalho i in., 2021). Średnie temperatury wzrosły prawie dwukrotnie w porównaniu ze średnią globalną (Harris i in., 2014). Przewiduje się, że trend ten utrzyma się w przyszłości, a największy względny wzrost temperatury wystąpi w Iberii, regionie Morza Śródziemnego, Alpach, Skandynawii oraz Europie Wschodniej i Północnej (IPCC, 2018).
Wpływ zmian klimatu na Europę Środkową i siedliska P. apollo
Siedliska Parnassius apollo (Linnaeus, 1758) znajdują się głównie na wyżynach Europy Środkowej. Zmiany klimatyczne mają nieproporcjonalny wpływ na obszary górskie, z bardziej dotkliwym wzrostem temperatury niż w przypadku innych ekosystemów (Nogués-Bravo i in., 2007). Ponadto góry są wyjątkowe pod względem gradientu mikrosiedlisk w skali wysokościowej, co utrudnia ich uogólnienie. Przesunięcie w górę w rozmieszczeniu gatunków roślin i zwierząt zostało już wykryte w europejskich obszarach górskich (Lenoir i in., 2008), ponieważ temperatury są generalnie niższe na wyższych wysokościach. W przypadku roślin ustalono już, że przewidywana utrata siedlisk jest bardziej znacząca dla gatunków występujących na wyższych wysokościach. 36-55% gatunków alpejskich, 31-51% gatunków subalpejskich i 19-46% gatunków górskich może stracić ponad 80% swoich odpowiednich siedlisk do 2070-2100 roku (Engler i in., 2011).
Wpływ na P. apollo
Wzrost temperatury
Ponieważ siedliska P. apollo znajdują się na obszarach górskich, były one i są w znacznym stopniu narażone na zmiany klimatu. Po pierwsze, rosnące temperatury kierują motyle na północ. W ciągu ostatnich kilku dekad P. apollo wycofał się na północ zarówno wzdłuż północnej, jak i południowej granicy swojego zasięgu (Parmesan i in., 1999). Inną reakcją na rosnące temperatury może być wcześniejszy początek wylęgu larw.
We francuskim regionie Brançon w Alpach populacje wykazywały wcześniejsze wylęganie się larw, wraz z miesięcznym przesunięciem w pojawianiu się latających osobników dorosłych w biotopach powyżej 1900 n.p.m. (Descimon i in., 2005).
Anomalie pogodowe
Anomalie pogodowe spowodowane zmianami klimatu mogą mieć katastrofalne skutki dla populacji P. apollo . Udokumentowano kilka zdarzeń, które spowodowały duży spadek liczebności populacji lub wąskie gardła. Wydarzenia te zostały udokumentowane przed rokiem 2000, ale pokazują wrażliwość populacji Apollo na anomalie pogodowe.
W Pieninach w 1957 r., po wczesnej i ciepłej wiośnie, przedłużający się okres zimnej i deszczowej pogody z opadami śniegu w lipcu spowodował wąskie gardło dla regionalnych populacji P. apollo (Żukowski 1959). Ponieważ samce wyłaniają się z poczwarek wcześniej niż samice, te pojawiające się w czerwcu nie mogły kopulować z powodu braku samic. Następnie, gdy samice pojawiły się po zimnej pogodzie, tylko ograniczona liczba została zapłodniona, ponieważ przeżyło tylko kilka samców.
Wydarzenie „fałszywej wiosny” w zimie, tj. ciepły okres, po którym nastąpił powrót zimna, pod koniec lat 80. spowodowało spadek populacji P. apollo w południowej części Masywu Centralnego we Francji (Descimon i in., 2005). Powtórzenie tego wydarzenia dziesięć lat później spowodowało całkowite wyginięcie tych populacji.
Larwy P. apollo są przystosowane do niskich temperatur otoczenia, w tym temperatur poniżej 0°C. Ciemna pigmentacja ich kutikuli umożliwia szybkie nagrzewanie się w świetle słonecznym podczas żerowania. Cecha ta jest uważana za kluczową w siedliskach górskich, gdzie maksymalna dzienna temperatura rzadko przekracza 15°C w fazie rozwoju larwalnego (Richarz i in., 1989). Larwy są jednak bardzo wrażliwe na wilgoć. W zimne i deszczowe dni larwy przestają żerować i znacznie ograniczają swoją lokomocję. W konsekwencji, wydłużone okresy intensywnych opadów deszczu, zwłaszcza w połączeniu z niskimi temperaturami otoczenia, zmniejszają rozwój larw i zwiększają śmiertelność (Descimon i in., 2005). Jednak temperatury powyżej 40°C mogą również znacznie zwiększyć śmiertelność larw, ponieważ stają się one bardziej podatne na rozwój chorób oportunistycznych, tj. infekcji (Descimon i in., 2005).
Naturalna ekspansja lasów
W całej Europie lasy są powszechnymi ekosystemami kulminacyjnymi, zwłaszcza w centralnych i północnych regionach kontynentu. Postępująca sukcesja lasów stanowi poważne wyzwanie dla populacji P. apollo , prowadząc do fragmentacji siedlisk i zmniejszając dostępność roślin pokarmowych zarówno dla larw, jak i osobników dorosłych (Nakonieczny i in., 2007). Do tej pory proces ten dotyczył głównie obszarów nizinnych. W konsekwencji, naturalna sukcesja lasów zagraża głównie formom „telepikofagicznym” P. apollo, tj. żerującym na S. telephium, a nie formom żerującym na S. album.
Jednak alpejskie łąki powyżej linii drzew zamieszkane przez P. apollo są również poważnie zagrożone zmianami klimatu z powodu ekspansji lasów w górę spowodowanej rosnącymi temperaturami (Hülber i in., 2020). Oznacza to, że formy białofagiczne są również zagrożone, zwłaszcza biorąc pod uwagę prognozy dotyczące wzrostu temperatury na wyższych wysokościach.
Wnioski
Zmiany klimatu wpływają zarówno na populacje P. apollo, dostępność roślin żywicielskich dla gąsienic, jak i trwałość siedlisk. Małe i odizolowane populacje są bardziej podatne na ekstremalne warunki pogodowe, co może prowadzić do efektu wąskiego gardła lub całkowitego wyginięcia lokalnej populacji. Skuteczne strategie ochrony są niezbędne dla przetrwania gatunku i poprawią warunki siedliskowe dla innych gatunków rozwijających się w podobnych środowiskach. Projekty takie jak LIFE Apollo2020 mają kluczowe znaczenie w opracowywaniu i wdrażaniu tych strategii, odgrywając istotną rolę w ochronie P. apollo.
Bibliografia
Descimon, H. (1995). La conservation des Parnassius en France: aspects zoogéographiques, écologiques, démographiques et génétiques (Vol. 1, pp. 1-54). Editions OPIE.
Descimon, H., Bachelard, P., Boitier, E., & Pierrat, V. (2005). Decline and extinction of Parnassius apollo populations in France-continued. Studies on the Ecology and Conservation of Butterflies in Europe, 1, 114-115.
Engler, R., Randin, C. F., Thuiller, W., Dullinger, S., Zimmermann, N. E., Araujo, M. B., … & Guisan, A. (2011). 21st century climate change threatens mountain flora unequally across Europe. Global change biology, 17(7), 2330-2341.
Harris, I. P. D. J., Jones, P. D., Osborn, T. J., & Lister, D. H. (2014). Zaktualizowane siatki o wysokiej rozdzielczości miesięcznych obserwacji klimatycznych – CRU TS3. 10 Dataset. International journal of climatology, 34(3), 623-642.
Hülber, K., Kuttner, M., Moser, D., Rabitsch, W., Schindler, S., Wessely, J., … & Dullinger, S. (2020). Dostępność siedlisk nieproporcjonalnie zwiększa ryzyko zmiany klimatu dla gatunków nizinnych w porównaniu z gatunkami alpejskimi. Global Ecology and Conservation, 23, e01113.
IPCC 2018: Raport specjalny Globalne ocieplenie o 1,5°C. https://www.ipcc.ch/sr15/
Lenoir, J., Gégout, J. C., Marquet, P. A., de Ruffray, P., & Brisse, H. (2008). Znaczące przesunięcie w górę optymalnej wysokości gatunków roślin w XX wieku. Science, 320(5884), 1768-1771.
Nakonieczny, M., Kedziorski, A., & Michalczyk, K. (2007). Motyl niepylakapollo (Parnassius apollo L.) w Europie – jego historia, zanik i perspektywy ochrony. Functional Ecosystems and Communities, 1(1), 56-79.
Nogués-Bravo, D., Araújo, M. B., Errea, M. P., & Martínez-Rica, J. P. (2007). Narażenie globalnych systemów górskich na ocieplenie klimatu w XXI wieku. Global environmental change, 17(3-4), 420-428.
Massolo, A., Fric, Z. F., & Sbaraglia, C. (2022). Wpływ zmian klimatu na przydatność siedliskową motyla w przeszłości, teraźniejszości i przyszłości: Interakcje biotyczne między Parnassius apollo i jego roślinami żywicielskimi. Uniwersytet w Pizie.
Parmesan, C., Ryrholm, N., Stefanescu, C., Hill, J. K., Thomas, C. D., Descimon, H., … & Warren, M. (1999). Przesunięcia na biegunach zasięgów geograficznych gatunków motyli związane z regionalnym ociepleniem. Nature, 399(6736), 579-583.
Richarz, N., Neumann, D., & Wipking, W. (1989). Untersuchungen zur ökologie des Apollofalters(Parnassius apollo vinningensis, Stichel 1899, Lepidoptera, Papilionidae) im Weinbaugebiet der unteren Mosel. Mitt der Assoc Rheinisch-Westfälischer Lepidopterologen, 5, 108-259.
Zhang, Y., Susan Moran, M., Nearing, M. A., Ponce Campos, G. E., Huete, A. R., Buda, A. R., … & Starks, P. J. (2013). Ekstremalne wzorce opadów i redukcja produkcji ekosystemów lądowych w biomach. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 118(1), 148-157.Żukowski, R. (1959). Problemy zaniku i wymierania motyla Parnassius apollo L. na ziemiach polskich. Sylwan, 103(06-07).
