Global Climatic Trends and Marine Mammal Extinction

Zmiany klimatu, w tym ocieplenie i zakwaszenie oceanów, prawdopodobnie spowodują znaczące negatywne konsekwencje ekologiczne dla ssaków morskich, chociaż ramy czasowe i wzorce przestrzenne oddziaływań są ogólnie nieznane i trudne do przewidzenia. W przypadku ssaków morskich większość ostatnich dyskusji łączących zmiany klimatu z ryzykiem wyginięcia skupia się na gatunkach żyjących na dużych wysokościach geograficznych, zwłaszcza tych, które mają obowiązkowe powiązania ekologiczne z lodem morskim (np. Moore i Huntington, 2008). Wielkoskalowe redukcje pokrywy lodowej na dużych szerokościach geograficznych są rozpoznawane od co najmniej dwóch dekad i nie ma dowodów sugerujących zmiany tego wzorca w przewidywalnej przyszłości.

Sugerujemy, że piętnaście holoceńskich gatunków ssaków morskich, o których wiadomo, że mają obowiązkowe związki ekologiczne z lodem morskim, jest w znacznym stopniu zagrożonych redukcją populacji, w tym prawdopodobnie wyginięciem, w miarę postępującego globalnego ocieplenia. Chociaż ssaki morskie żyjące na niskich i średnich szerokościach geograficznych mogą być w stanie przetrwać długoterminowe trendy klimatyczne poprzez dostosowanie zasięgów równoleżnikowych i wzorców wykorzystania siedlisk, gatunki zależne od lodu nie mają alternatywnych opcji siedliskowych, gdy przewidywane straty lodu morskiego osiągną krytyczne progi ekologiczne. Poniżej przedstawiono gatunki zależne od lodu, narażone na znaczne ryzyko w najbliższym czasie w wyniku globalnego ocieplenia, ze wskazaniem rodzaju lodu typowego dla każdego gatunku:

Lista zagrożonych gatunków jest dłuższa i bardziej zróżnicowana dla regionu arktycznego w porównaniu z Antarktyką, korelując z dwoma wzorcami, które mogą służyć jako wyjaśnienia. Po pierwsze, morskie siedlisko Arktyki znajduje się w pobliżu kontynentalnych mas lądowych Ameryki Północnej i Azji, prawdopodobnie wpływając na zakres możliwości ewolucyjnych przejść z życia lądowego na morskie w skali ewolucyjnej. Dla kontrastu, morskie ekosystemy Antarktydy są znacznie oddalone od pozbawionych lodu kontynentalnych mas lądowych. Po drugie, morskie środowisko Arktyki jest oceaniczną masą wodną w dużej mierze otoczoną lądem, podczas gdy Antarktyka jest masą lądową w pełni otoczoną wodami oceanicznymi.

Antarktyczne ekosystemy morskie są intensywnie wykorzystywane przez wieloryby błękitne, płetwiaste i minke wraz z wielorybami zabójcami. Jednak, chociaż zmniejszona obecność lodu prawdopodobnie przyniesie negatywne konsekwencje, płetwale, płetwal błękitny, minke i zabójca mają bardziej elastyczne opcje siedliskowe i wyższe prawdopodobieństwo przetrwania katastrofalnej redukcji lodu morskiego niż trzy arktyczne gatunki waleni z obowiązkowymi związkami z lodem morskim. Pouczającego przykładu dostarczają zmiany geograficzne we wzorcach żerowania populacji szarych wielorybów we wschodniej części północnego Pacyfiku w ostatnich dekadach. W odpowiedzi na ostatnio udokumentowane zmiany w rozmieszczeniu i produktywności ofiar wielorybów szarych na Morzu Beringa, wieloryby szare rozszerzyły swój zasięg żerowania dalej na północ, ze zwiększoną obecnością i żerowaniem w morzach Chukchi i Beauforta, oraz dalej na południe, z grupami żerującymi powszechnie wykorzystującymi szereg miejsc, w tym archipelag Kodiak na Alasce, oraz miejsca wzdłuż wybrzeży Kolumbii Brytyjskiej, Waszyngtonu, Oregonu i północnej Kalifornii. Czynniki inne niż zmiany klimatyczne mogą częściowo wyjaśniać zmiany w siedliskach żerowania, w tym postulowane zbliżanie się populacji do granicy wytrzymałości (patrz sekcja „Szary wieloryb na wschodnim północnym Pacyfiku: E. robustus (Lilljeborg, 1861)”). Sugerujemy, że niedźwiedzie polarne i południowa populacja fok plamistych na Północnym Pacyfiku, ta ostatnia zamieszkująca Morze Japońskie i północne Morze Żółte w dalekim zachodnim regionie Północnego Pacyfiku, będą prawdopodobnie jednymi z najwcześniejszych ssaków morskich związanych z lodem, których populacja ulegnie znacznemu zmniejszeniu wraz z postępującym globalnym ociepleniem. Populacja południowej foki plamistej znajduje się na niższej szerokości geograficznej niż inne foki lodowe i może jako jedna z pierwszych doświadczyć głębokiej utraty siedliska lodowego. Ostatnie obserwacje wskazują, że szczenienie w tej populacji przechodzi z paku lodowego na ląd, oraz że zaobserwowano, iż zależne od siebie szczenięta opuszczają kolonie i wchodzą do wody przed odsadzeniem. Oba zachowania są nietypowe dla tego gatunku i mogą wskazywać na początek stresu na skalę populacyjną związanego z tendencjami klimatycznymi. Populacja południowej foki plamistej jest wymieniona jako „zagrożona” zgodnie z ESA, ale nie jest wymieniona w RLTS. Wiadomo również, że tempo utraty pokrywy lodowej jest wysokie w Cieśninie Davisa (między Grenlandią a Wyspą Baffina w Kanadzie) oraz wzdłuż wschodniego wybrzeża Grenlandii, co ułatwia narażenie na niebezpieczeństwo przebywających tam populacji fok grenlandzkich i kapturowych.

Niedźwiedzie polarne mogą już doświadczać stresu na skalę populacyjną związanego z negatywnymi trendami w pokrywie lodu morskiego w Arktyce. Niedźwiedzie polarne występują na Alasce, w Kanadzie, na Grenlandii, w Norwegii i Rosji, a ich łączne populacje liczą od 20 000 do 25 000 osobników. Trudno jest przedstawić charakterystykę trendów populacyjnych niedźwiedzi polarnych (patrz Czynniki ogólne utrudniające skuteczną identyfikację i monitorowanie populacji ssaków morskich narażonych na wyginięcie), ale panuje powszechne przekonanie, że populacje zmniejszają się w sposób, który w przybliżeniu odpowiada zaobserwowanym spadkom pokrywy lodowej. Niedźwiedzie polarne na Alasce są wymienione jako „zagrożone” zgodnie z ESA, a populacje światowe są wymienione jako „narażone” zgodnie z RLTS. Zmniejszenie zasięgu lodu stwarza co najmniej trzy poważne problemy ekologiczne dla niedźwiedzi polarnych. Po pierwsze, pakiety lodowe są głównym siedliskiem foki obrączkowanej, najważniejszego gatunku ofiarnego niedźwiedzi polarnych w kontekście żywieniowym. Tak więc zmniejszenie pokrywy lodowej spowoduje zmniejszenie siedlisk żerowania niedźwiedzi polarnych oraz zmniejszenie obfitości ich ofiar w stopniu, w jakim utrata pokrywy lodowej negatywnie wpływa na foki żyjące na lodzie. Po drugie, w miarę zmniejszania się pokrywy lodowej, niedźwiedzie polarne będą zmuszone do zwiększania intensywności pływania w celu dotarcia do odpowiednich siedlisk żerowania. Niedźwiedzie polarne muszą przebywać na powierzchni lodu, a nie w wodzie, aby skutecznie polować na foki obrączkowane. Pływanie jest bardziej kosztowne metabolicznie niż chodzenie lub bieganie po powierzchni lodu w celu przemieszczania się. Wynika z tego, że przy zmniejszającej się pokrywie lodowej, niedźwiedzie polarne będą musiały wydatkować więcej energii na jednostkę czasu, aby dotrzeć do produktywnych żerowisk, znajdując mniejsze i bardziej rozproszone żerowiska, na których będą mogły żerować po dotarciu na miejsce. Wreszcie, znaczna utrata lodu morskiego wymusi wydłużenie okresów postu na lądzie w cieplejszych porach roku, prawdopodobnie poza tolerancję metaboliczną, powodując negatywny wpływ na żywotne parametry populacji (np. Molnár et al., 2011).

Sugerujemy, że inne gatunki związane z lodem wymienione powyżej prawdopodobnie również doświadczą poważnego spadku liczebności w miarę postępu globalnego ocieplenia. W przypadku tych gatunków lód morski ma zasadniczy wpływ na funkcjonowanie ekosystemu i produktywność ofiar, od których walenie i płetwonogie są bardzo zależne. Dla płetwonogich lód morski jest niezbędny również jako siedlisko lęgowe i miejsce odpoczynku. Fizyczna konfiguracja lodu morskiego ma znaczący wpływ na kluczowe atrybuty systemów rozrodczych wykorzystywanych przez zamieszkujące lód gatunki fok w skali ewolucyjnej, w tym na intensywność rywalizacji samców z samcami, wzorce zachowań w obronie terytorialnej samców, poziom dymorfizmu płciowego pod względem wielkości oraz stopień poligynii lub poliandrii. Podejrzewamy, że drastyczne zmniejszenie lub utrata lodu morskiego będzie overextend zdolności adaptacyjnych wymienionych gatunków i znacznie zwiększyć prawdopodobieństwo zbiorowej redukcji, być może prowadząc do wyginięcia w niektórych lub wszystkich przypadkach.

Oprócz rozszerzonej morskiej eksploracji ropy naftowej i rozwoju, już w toku, utrata lodu morskiego w regionie Arktyki jest przewidywane w celu ułatwienia dramatycznego wzrostu innych form działalności człowieka, w tym wprowadzenie ruchu żeglugowego, działalności statków rybackich i innych form ludzkiego rozwoju przemysłowego w siedliskach z w dużej mierze dziewiczej historii. Wraz z takimi działaniami dla zależnych od lodu arktycznych ssaków morskich pojawi się przewidywalny zestaw zagrożeń dla ochrony, w tym uderzenia statków, przyłów ryb, konkurencja z łowiskami o wspólną zdobycz, skażenie chemiczne, w tym wycieki ropy naftowej, oraz zanieczyszczenie hałasem. Wraz z redukcją lub utratą lodu morskiego pojawią się również zakłócenia w ekosystemach Antarktyki, a w konsekwencji zwiększone ryzyko wyginięcia populacji ssaków morskich, chociaż prawdopodobne konsekwencje wprowadzenia ludzkiej obecności przemysłowej w Antarktyce są trudniejsze do przewidzenia. Uznając, że prognozy dotyczące ekologicznych skutków trendów klimatycznych w średnich i niskich szerokościach geograficznych są niejasne, powstrzymujemy się od konkretnych prognoz dotyczących skutków dla ssaków morskich w regionach wolnych od lodu. Przyznajemy, że konsekwencje zmian klimatu na niższych szerokościach geograficznych mogą być znaczące dla ssaków morskich i prawdopodobnie będą testować zdolności adaptacyjne gatunków żyjących na niższych szerokościach geograficznych.

.