Changing climate homogenizes diversity in migratory birds

Early snowmelt

Global warming makes the snow melt earlier in the Arctic breeding grounds of the bar-tailed godwit. But the changes are not happening at the same pace everywhere. On the Siberian peninsula of Taimyr, snow melted half a day earlier each year between 1997 and 2020. On Yamal Peninsula, southwest of Taimyr, there was no measurable advance in snowmelt during that period.

Two subspecies

Both territories host different subspecies of the bar-tailed godwit: Limosa lapponica taymyrensis on Taimyr and Limosa lapponica yamalensis on Yamal. In both areas, the birds normally arrive several days before the snow melts. Thus, by advancing the snowmelt on Taimyr, L. l. taymyrensis arrived in the breeding areas about five days earlier in the last two decades than in the two decades before that. This is shown by birds that were fitted with light-weight satellite tags.

Overlap

The two populations of bar-tailed godwit are not strictly separated. In spring, they may actually encounter each other in an area south of the two breeding areas. So far, this does not happen very often, because the yamalensis birds have a slightly earlier travel schedule than the taymyrensis¬birds. However, now that the taymyrensis-birds have started to migrate increasingly earlier, whereas the yamalensis-birds have not, the two groups will show increasing overlap, and thus encounter each other more often in western Siberia.

Social birds

"Bar-tailed godwits are socially migrating birds," Roeland Bom of NIOZ explains. "There is a chance that individuals of the taymyrensis subspecies will join yamalensis more often and vice versa. Since both subspecies can interbreed without difficulty, this would mean that the distinction between the subspecies would slowly erode."

Homogeneous population

If the researchers extrapolate the current trend, they anticipate that the travel schedules will completely overlap sometime between 2036 and 2040. Whereas taymyrensis is currently still migrating along a western route, via the Wadden Sea to West Africa, and yamalensis is migrating along the Urals to the Caspian Sea and the Arabian Peninsula, this could eventually become one large, homogeneous population.

Loss of diversity

Bom is first and foremost fascinated by these possible developments in the migration of the two subspecies. As a biologist, however, he is also concerned about the potential loss of diversity. "The resilience of plant and animal species depends on genetic diversity. Climate change now threatens to create a kind of uniformity that could come at the expense of loss of diversity among the godwits and other migratory birds as well.”

Unexpected challenge

His co-author Eldar Rakhimberdiev of the UvA’s Institute for Biodiversity and Ecosystem Dynamics adds: "These results do not apply solely to godwits. In a few decades, latitudinal differences in the onset of spring will disappear for many more temporally isolated populations. This implies that, in addition to the rise in temperature and shift in the onset of spring, one of the unexpected challenges posed by climate change is the homogenization of animal populations worldwide".

Veranderend klimaat knaagt aan diversiteit trekvogels

Door het veranderende klimaat dreigt het verschil tussen twee ondersoorten van de rosse grutto langzaam te verdwijnen. Die waarschuwing uiten trekvogelonderzoekers onderzoekers van het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee en de Universiteit van Amsterdam (UvA) in een publicatie in de jongste editie van Global Change Biology. “Hetzelfde mechanisme knaagt mogelijk ook aan de diversiteit van andere trekvogels”, vreest eerste auteur Roeland Bom  (NIOZ).

Vroege sneeuwsmelt

De wereldwijde opwarming laat de sneeuw in de Arctische broedgebieden van de rosse grutto steeds een beetje vroeger smelten. Maar de veranderingen gaan niet overal even snel. Op het Siberische schiereiland Taimyr smolt de sneeuw tussen 1997 en 2020 ieder jaar een halve dag eerder. Op het iets zuid-westelijker gelegen schiereiland Yamal was in die periode geen meetbare vervroeging van de sneeuwsmelt.

Twee ondersoorten

In de twee gebieden broeden verschillende ondersoorten van de rosse grutto: Limosa lapponica taymyrensis op Taimyr en Limosa lapponica yamalensis op Yamal. In beide gebieden komen de vogels normaal gesproken enkele dagen voor het smelten van de sneeuw aan. Door het vervroegen van de sneeuwsmelt op Taimyr, kwam L. l. taymyrensis de afgelopen twee decennia dus een dag of vijf eerder aan in de broedgebieden, dan in de laatste twee decennia van de vorige eeuw. Dat blijkt uit de informatie die is verzameld met de hulp van gezenderde rosse grutto’s.

Overlap

De twee populaties van rosse grutto’s leven niet strikt gescheiden. In het voorjaar kunnen ze elkaar tegenkomen in een gebied ten zuiden van de beide broedgebieden. Tot nu toe gebeurt dat nog niet heel vaak, omdat de yamalensis-vogels een iets vroeger reisschema hebben dan de taymyrensis­-exemplaren. Maar nu de taymyrensis-vogels steeds vroeger trekken, komen de vogels elkaar ook vaker tegen in westelijk Siberië.

Sociale vogels

“Rosse grutto’s zijn sociale trekvogels”, licht Bom toe. “De kans bestaat dus dat individuen van de taymyrensis-­ondersoort vaker met yamalensis zullen meevliegen en andersom. Omdat beide ondersoorten probleemloos kunnen kruisen, zou dat betekenen dat het onderscheid tussen de ondersoorten langzaam verdwijnt.”

Homogene populatie

Wanneer de onderzoekers de huidige trend doortrekken, voorzien zij dat de reisschema’s ergens tussen 2036 en 2040 helemaal zullen overlappen. Waar taymyrensis nu nog langs een westelijke route, via de Waddenzee naar West-Afrika trekt en yamalensis langs de Oeral naar de Kaspische zee en het Arabisch schiereiland, zou dat op termijn dus één grote, homogene populatie kunnen worden.

Verlies aan diversiteit

Trekvogelonderzoeker Bom is op de eerste plaats gefascineerd door deze mogelijke ontwikkelingen in de trek van de beide ondersoorten. Als bioloog maakt hij zich ook zorgen over het potentiële verlies aan diversiteit. “De weerbaarheid van plant- en diersoorten hangt af van de genetische diversiteit. Door de klimaatverandering dreigt nu een soort ‘Siberische eenheidsworst’ te ontstaan, die ten koste kan gaan van de diversiteit onder rosse grutto’s en mogelijk ook ander trekvogels.”

Onverwachte uitdaging

Bom's co-auteur Eldar Rakhimberdiev van het Instituut voor Biodiversiteit en Ecosysteemdynamica van de UvA voegt hieraan toe: "Deze resultaten zijn niet alleen van toepassing op grutto's. Binnen een paar decennia zullen breedteverschillen in de start van de lente verdwijnen voor veel meer tijdelijk geïsoleerde populaties. Dit impliceert dat naast de stijging van de temperatuur en de verschuiving in de start van de lente, homogenisering van dierenpopulaties wereldwijd een van de onverwachte uitdagingen is die de klimaatverandering met zich meebrengt.”