Fenologia nauka badająca związki pomiędzy zmianami warunków klimatycznych i pór roku a terminami zachodzenia periodycznych zjawisk w rozwoju roślin (fitofenologia) i zwierząt (zoofenologia), zachodzących w danej porze roku, takich jak kiełkowanie, kwitnienie, owocowanie, zrzucanie liści u roślin, zapadanie w sen zimowy, odloty ptaków do cieplejszych regionów, wystąpienie dwóch pokoleń u niektórych owadów. Nachylenie osi Ziemi: 23.45 Visual dictionary online 1
Sezonowa zmienność długości dnia i temperatury w Osace MUSOLIN and NUMATA; Ecological Entomology (2003) Zakładamy niezmienne nachylenie osi Ziemi Długość dnia Temperatura otoczenia Uproszczony model odnoszący się TYLKO do korelacji między długością dnia a temperaturą Warunki obecne 2
Zakładamy niezmienne nachylenie osi Ziemi Długość dnia Temperatura otoczenia Uproszczony model odnoszący się TYLKO do korelacji między długością dnia a temperaturą Warunki przyszłe podniesienie temperatury bez zmiany fotoperiodu Aktywność owulacyjna dwóch ras owiec w Szkocji a długość dnia i temperatura Szerokość geograficzna: 19 N Controlowany dostęp do pokarmu, brak samców Temperatura (- - -); długość dnia ( ) 3
Bawolice w Pendżabie Fig. 1. Percent distribution of display of first estrus after calving by buffaloes during a 1- year interval in relation to day length, ambient temperature and relative humidity in Punjab, India Singh et al. 2000, Animal Reproduction Science Długość dnia kontroluje rytmiczne procesy fizjologiczne. MIGRACJA pierzenie wielkość gonad 4
Rate of O2 consumption m/lh 30 Q 10 =3 20 10 Q 10 =2 Log R 2 Slope=logQ 10 logr 1 0 0 10 20 30 40 Temperature, C (T2-T1)/10 R2 i R1 tempo reakcji (tu: zużycie tlenu) T2 i T1 temperatura zachodzenia reakcji R 2 = R 1 Q 10 (T2-T1)/10 W formie zależności liniowej: LogQ 10 =(logr 2 -logr 1 ) 10/(T 2 -T 1 ) or Q 10 =(R 2 /R 1 ) 10/(T2-T1) Jak działa dobór? Behavior ewoluuje pierwszy. Swallow i wsp. 2009 5
Trendy fenologiczne w Europie w latach 1971-2000 Odpowiedź na zmiany klimatu; behawior Humphries et al. 2002 Cotton 2003 Inouye et al. 2000 Tryjanowski et al. 2010 6
Zmiany aktywności wiosennej różnych grup organizmów (- - szybciej, + - później) ~80 90% badanych gatunków dostosowuje swoją fenologię zgodnie z przewidywaniami teoretycznymi (Cowie 2009) Dostępność gąsienic dla ptaków Podwyższona T Normalna T Buse et al. 1999 7
Problem niedopasowania fenologicznego: zasoby zależne od temperatury, migracja zależna od długości dnia Obecna wiosna Przeszła wiosna Saino N et al. Proc. R. Soc. B 2011;278:835-842 Żałoba po muchołówce żałobnej (Ficedula hypoleuca)? 8
Fenologia drapieżników, ich potomstwa i ofiar Zapotrzebowanie na pokarm Visser et al. 2004, Adv Ecol Res 9
Dopasowanie na poziomie ekosystemu Durant et al. 2007 Problem dopasowania dotyczy zarówno rezydentów, jak i migrantów Stenseth N C, Mysterud A PNAS 2002;99:13379-13381 10
W Ameryce Płn.: im cieplej, tym szybszy przylot na lęgowiska Wireonek czerwonooki Piranga szkarłatna Muchałap czubaty Łuszczyk indygowy Hurlbert AH, Liang Z (2012) PLoS ONE 7(2): e31662. doi:10.1371/journal.pone.0031662 Małe ptaki migrujące dostosowują tempo przelotu do zmieniających się warunków środowiska po drodze W tej sytuacji fenologia to plastyczna odpowiedź na zmieniające się warunki środowiska 2008 by The Royal Society Tøttrup A P et al. Biol. Lett. 2008;4:685-688 11
Im wyższa minimalna temperatura kwietnia, tym wcześniejsze wyjście z hibernacji świstaków żółtobrzuchych. Inouye D W et al. PNAS 2000;97:1630-1633 ALE: im wcześniej kończą hibernację, tym więcej śniegu w górach Inouye D W et al. PNAS 2000;97:1630-1633 2000 by National Academy of Sciences 12