Oververhitte pimpelmezen en andere pineuten van de klimaatopwarming

De klimaatopwarming door onze uitstoot van broeikasgassen gaat zo snel dat veel dieren zich niet kunnen aanpassen. De biodiversiteit zal daardoor verschralen.

De dinosaurussen dachten ook dat ze tijd genoeg hadden.’ Die mooie slogan werd meegedragen in een van de vele klimaatbetogingen van het voorbije jaar. Er zat een sterke biologische waarheid achter. De dinosaurussen stierven 66 miljoen jaar geleden uit na een komeetinslag. De enorme knal veroorzaakte zo snel zo veel veranderingen in hun leefmilieu dat ze zich niet meer konden aanpassen.

Wetenschappers zien een analogie met wat wij nu doen. Onze gigantische uitstoot van broeikasgassen veroorzaakt zo’n snelle stijging van de gemiddelde aardtemperatuur dat efficiënte aanpassingen voor veel dieren en planten zo goed als onmogelijk zijn. Het proces van darwiniaanse natuurlijke selectie, van geleidelijke genetische wijzigingen in functie van veranderende leefomstandigheden, loopt dikwijls te traag om de gevolgen van de temperatuurstijging op te vangen. Onze impact op de wereldtemperatuur kun je vergelijken met een komeetinslag. Voor veel dieren en planten wordt het een catastrofe.

Kraaien en eksters

Om de problematiek te onderbouwen, stapelen wetenschappers gegevens op over een brede waaier aan dieren en planten. Een overzicht in het vakblad Nature Communications – meer dan tienduizend studies werden tegen het licht gehouden – besluit: ‘Doorgaans zijn dieren in staat om op klimaatveranderingen te reageren. Maar voor de huidige snelle temperatuurstijgingen zijn hun reacties over het algemeen te beperkt.’

Dikwijls reageren dieren op een klimaatverandering door de timing van hun activiteiten bij te sturen. Ze gaan bijvoorbeeld vroeger broeden of migreren. Ze kunnen ook geschiktere leefmilieus zoeken. Dat lukt niet altijd. Vooral soorten die een specifiek leefmilieu nodig hebben, of die al zo zeldzaam zijn dat hun aanpassingsmogelijkheden beperkt zijn, zullen het extra moeilijk krijgen.

De kans is reëel dat onze opwarmende wereld er één zal zijn met minder soorten maar meer exemplaren van succesvolle soorten. Dat zullen vooral kleine insecteneters zijn, die snel leven, zich snel voortplanten en geen hoge eisen stellen aan hun leefgebied. Spitsmuizen en bepaalde zangvogels vallen in die categorie. Ook echte opportunisten als kraaien en eksters zullen het goed doen.

Een andere studie in Nature Communications besluit dat dieren het door morfologische aanpassingen beter kunnen doen in warmere condities. Ze zullen over het algemeen wat kleiner worden. Uit fossiele gegevens blijkt dat zoiets vrijwel altijd gebeurt als het klimaat in een warmere modus gaat: grote dieren zijn beter bestand tegen koude maar verbruiken meer energie. De gemiddelde grootte van vooral zoogdieren daalt al een tijd: de laatste 130.000 jaar zijn ze gemiddeld 14 procent kleiner geworden. Deze eeuw zouden ze nog eens met een kwart krimpen door de opwarming.

Doordat kleinere diertjes hogere overlevingskansen krijgen, zo blijkt uit een studie in Oecologia, is een Zuid-Afrikaanse bergkwikstaart de laatste kwarteeuw al een beetje gekrompen. Een studie in Ecological Entomology laat zien dat vooral de vleugels van boswespen in Spanje de laatste eeuw kleiner geworden zijn. Mogelijk worden de diertjes in warmere omstandigheden sneller volwassen, waardoor ze ook minder groeien. En kleinere wespen eten kleinere prooien, zodat de verandering een golf van effecten door een ecosysteem kan jagen.

Een kleinere gestalte kan ook nadelen hebben. KU Leuven-biologen Julie Verheyen en Robbie Stoks tonen in Environmental Science & Technology aan dat waterjuffers in warmere omstandigheden krimpen maar ook gevoeliger worden voor pesticiden – nog zo’n drama dat onze grootschalige activiteiten in de natuur creëren. Experimenten wezen uit dat dezelfde dosis van een pesticide schadelijker is bij hogere temperaturen. Bij 20 graden Celsius stierf ongeveer 20 procent van de larven, bij 24 graden al meer dan de helft. Omdat veel ‘pestsoorten’ beter gedijen bij hogere temperaturen, verwachten de wetenschappers dat de opwarming ook het pesticidegebruik zal stimuleren. Dat zal ook voor andere soorten funest zijn.

Vossen en ganzen

In het noordpoolgebied, dat sneller opwarmt dan de rest van de planeet, zijn er al ecologische effecten zichtbaar. Veel trekvogels, zoals plevieren en andere steltlopers, leggen elk jaar grote afstanden af om er veilig te broeden – in koude regio’s zijn er minder roofdieren. Maar een grootschalige studie in Science heeft aan het licht gebracht dat de laatste kwarteeuw tot 70 procent meer eieren van broedvogels verloren zijn gegaan. De oorzaak: toegenomen predatie door onder meer vossen en jagende vogels. Roofdieren kunnen verder noordwaarts trekken door de opwarming. Die verstoort bovendien de levenscyclus van hun voornaamste prooi, in dit geval lemmingen, zodat ze verplicht zijn over te schakelen op andere prooisoorten.

En zo maakt de klimaatopwarming van het noordpoolgebied een schoolvoorbeeld van een ecologische val: broedvogels denken er veilig te zijn, maar belanden in een situatie waaraan ze niet aangepast zijn.

Er zijn ook aanwijzingen dat broedende wilde ganzen er in de problemen komen: omdat ijsberen niet meer efficiënt in de zee kunnen jagen, gaan ze systematisch ganzenkolonies plunderen. Veel soorten zullen het moeilijk krijgen, voorspelt een studie in Proceedings of the National Academy of Sciences, doordat ze in conflict moeten gaan met soorten die hun verspreidingsgebied of gedrag op de klimaatverandering afstemmen.

Het sterke broeikaseffect op het noordpoolgebied kan zelfs een wereldwijde biologische impact hebben. Verantwoordelijk daarvoor is een van de zogenoemde positieve terugkoppelingen waarvoor wetenschappers zo beducht zijn: gevolgen van de klimaatopwarming die haar nog versnellen. Een typisch voorbeeld van zo’n terugkoppeling is het vrijkomen van methaangas door smeltende permafrost – na CO2 is methaan het belangrijkste broeikasgas.

Het gedrag van piepkleine draadwormen (van nog geen millimeter groot) in de arctische bodem kan zo wijzigen dat ze extra CO2 in de atmosfeer loslaten. Dat melden Nederlandse onderzoekers in Nature. Wij denken automatisch dat de tropen de hoogste aantallen dieren huisvesten, maar de arctische gebieden spannen de kroon als het om leven in de bodem gaat. Schattingen wijzen uit dat er 57 miljard keer meer draadwormen in de bodem zitten dan er mensen op aarde zijn. Door de opwarming worden de diertjes actiever. Ze verorberen steeds meer bacteriën en schimmels. Zo maken ze veel voedingsstoffen vrij, waardoor de afbraak van het veen in de toendra versnelt, met extra CO2-uitstoot tot gevolg.

Een studie in Functional Ecology toont aan dat pimpelmezen in Zweden negatieve effecten ondervinden van de opwarming. Ze lijden vooral onder de hittegolven die ermee gepaard gaan. Vorig jaar raakten veel ouders oververhit, waardoor ze kleinere jongen grootbrengen die minder kans hebben om te overleven tot ze zelf aan voortplanting toe zijn. De hardwerkende ouders haalden in een hittegolf lichaamstemperaturen tot 45 graden – 4 graden meer dan normaal.

Bijen en hommels

In zuidelijk Afrika zal de Kalahariwoestijn tegen het einde van deze eeuw zo warm zijn dat veel vogelsoorten er niet meer kunnen overleven. Dat laat een studie in Proceedings of the National Academy of Sciences weten. Een andere studie in dat blad stelt dat het aantal vogels in de Amerikaanse Mojavewoestijn nu al sterk afneemt: door de opwarming hebben ze nu al 10 tot 30 procent meer water nodig dan vroeger, maar door diezelfde opwarming vinden ze er niet genoeg meer.

In Australië kostte een hittegolf vorig jaar het leven aan een derde van een populatie zeldzame vliegende honden (grote fruitetende vleermuizen). Zulke dramatische aantallen kunnen rechtstreeks leiden tot het uitsterven van een soort.

Ook de relatie tussen dieren en planten komt onder druk te staan. Bijvoorbeeld die tussen het wildemanskruid en twee soorten metselbijtjes die er de bevruchting van verzekeren. Door de opwarming komt de plant elk jaar vroeger tot bloei, leert een studie in Public Library of Science ONE, maar de bijtjes volgen niet. Het moment waarop de plant bevrucht moet worden, raakt zo losgekoppeld van de activiteit van de bevruchters. Als beide partijen hun relatie op korte termijn niet opnieuw stroomlijnen, kunnen ze in de problemen komen. De bijtjes zullen dan minder nectar ter beschikking hebben en dus minder kroost kunnen grootbrengen.

In de insectenwereld beweegt er veel. Zuiderse soorten rukken op naar het noorden, wat niet altijd gunstig is voor noordelijke soorten: het kan de competitie versterken. Zo kopte een Natuurbericht van Natuurpunt recent: ‘Hete zomers brengen bijen in beweging’. Het ging om de blauwzwarte houtbij en de breedbandgroefbij, twee opvallende grote soorten die hun areaal in Vlaanderen uitbreiden als reactie op de toenemende hete zomers.

Andere bijen doen het minder goed. Bijna de helft van de Europese hommels zal tegen het einde van deze eeuw zijn leefgebied met 50 tot 80 procent zien krimpen door de opwarming. Bijna een derde krijgt met een reductie van meer dan 80 procent te kampen. Die dramatische cijfers staan in een rapport uit 2015. Hommels hebben het graag wat koeler, slechts een paar Europese soorten zouden profiteren van de opwarming. En omdat hommels belangrijke bevruchters van planten zijn, delen landbouwgewassen in de klappen – boven op de hitte en de droogtestress die ze al te verwerken krijgen.

Koraal en kevers

Het landverhaal lijkt nog beheersbaar als je vergelijkt met wat er in de oceaan gebeurt. Zeedieren zijn kwetsbaarder voor de klimaatopwarming dan landdieren, besluit een studie in Nature. Hun temperatuur bereikt sneller dodelijke limieten. Ze hebben ook minder plekken met geschiktere temperaturen waarnaar ze kunnen uitwijken. Daardoor sterven er plaatselijk dubbel zo veel soorten uit in zee dan aan land. Vooral in tropische zeeën is de situatie acuut.

Het mariene zoöplankton (piepkleine diertjes die een belangrijke rol in de voedselketen spelen) is wereldwijd aan het veranderen, stelt een andere studie in Nature. De soortensamenstelling evolueert: warmteminnende soorten nemen de plaats in van soorten die het liever wat kouder hebben. Ook die laatste moeten zich verplaatsen. Hoeveel nadeel zal het plankton als geheel hebben van de opwarming, en hoezeer zal het mariene ecosysteem dus in de problemen komen? Dat blijft de vraag.

Is er dan geen goed nieuws? Af en toe berichten studies over dieren die zich aanpassen, al zijn de gevolgen daarvan niet altijd duidelijk. Het is bekend dat koraalriffen wereldwijd massaal afsterven door de opwarming: de wiertjes waarmee ze in symbiose leven – en die ze dus nodig hebben om te overleven – zijn niet bestand tegen hogere temperaturen. Maar sommige soorten zouden nieuwe wiertjes binnenkrijgen die dat wél zijn. Wetenschappers denken er zelfs aan om stervende riffen te koloniseren met warmteminnende wiertjes.

Nederlandse onderzoekers melden in Biological Communications dat tuinslakken in steden een lichtere kleur krijgen. Steden zijn hitte-eilanden: ze houden meer warmte vast dan het omringende platteland. Het aantal gele slakken is toegenomen in verhouding tot hun rode of bruine soortgenoten. De gele kleur weerkaatst het meeste zonlicht, waardoor de dieren minder snel opwarmen. Dat kun je een geslaagde aanpassing noemen. Het uiterlijk van tuinslakken varieert natuurlijk sterk. Dat maakt het gemakkelijker om de darwiniaanse selectiemechanismen te laten spelen.

Een intrigerende studie van kastanjebruine rijstmeelkever is verschenen in het vakblad eLife. Die soort heeft het graag warm, maar krijgt het bij extreme hitte moeilijk om zich voort te planten. Uit experimenten blijkt dat zaadcellen bij hogere temperaturen kleiner en eicellen groter worden. Daardoor verhoogt de voortplantingscapaciteit van mannetjes en vrouwtjes. Ze blijft wel lager dan in minder warme omstandigheden. Hoe hogere temperaturen zich precies vertalen in aangepaste voortplantingscellen? Wetenschappers weten het niet. Mogelijk spelen epigenetische factoren mee: een snelle link tussen omgevingsfactoren en genetische eigenschappen.

Het valt te vrezen dat we voor het einde van de eeuw veel soorten zullen kwijtspelen door de klimaatopwarming. Wijzelf zullen het wel overleven, maar het leven van de volgende generaties zal een stuk minder comfortabel zijn.