Jak řeší úbytek sněhu zvířata s bílou zimní srstí a peřím?

Mnoho lidí žije v domnění, že hlavní pobídkou k růstu hustého a světlého zimního kožichu je klesající teplota a první ranní mrazíky

Příroda je ale mnohem chytřejší a spoléhá na spolehlivější záležitost, než je změna počasí. Tím hlavním spouštěčem je fotoperioda neboli délka dne. Jakmile se dny na konci léta a začátkem podzimu prokazatelně zkracují, speciální buňky v sítnici zvířecího oka tuto změnu zaznamenají a odešlou signál do mozku. Hypotalamus a hypofýza následně upraví produkci hormonů (především melatoninu a prolaktinu). Zvíře se tak začne připravovat na zimu ještě v době, kdy venku panují příjemné teploty. Ve chvíli, kdy udeří první mrazy, by bylo už příliš pozdě.

Hřejivá podsada a dokonalá kamufláž

Zimní srst plní dvě zásadní funkce, které se vzájemně doplňují. První z nich je dokonalá termoregulace. Letní srst mnoha savců je poměrně řídká a propustná. S podzimem ale tělo začne tvořit hustou a jemnou podsadu, tvořenou krátkými kudrnatými chlupy, které uvnitř zadržují vrstvu vzduchu fungujícího jako izolační vrstva. Svrchní krycí srst (pesíky) navíc zhoustne a často získá vodoodpudivou úpravu.

Druhou, neméně důležitou funkcí je maskování. Zářivým příkladem jsou proměnliví tvorové, jako je zajíc bělák, lasice nebo liška polární. Jejich hnědý letní kabát se na podzim postupně mění v zářivě bílý kožich. Vědci zjistili, že tento proces je tak energeticky náročný, že je řízen geneticky a spouští se přesně podle počtu hodin světla.

Dopady zim bez sněhu

Právě u druhů měnících barvu z hnědé na bílou se dnes ukazuje zásadní problém. S tím, jak se vlivem měnícího se klimatu zpožďuje příchod sněhové pokrývky, se zvířata ocitají v nezáviděníhodné situaci.

Zajíc bělák, a spousta dalších druhů v čistě bílém zimním kabátu, který se na podzim vydá do světa plného hnědého listí a holé půdy bez sněhu, se stává pro predátory snadno viditelným terčem.

Zvířata o tomto hendikepu velmi dobře vědí

Záběry z fotopastí ukazují, že například zajíci běláci i bělokurové o tomto hendikepu velmi dobře vědí. V tomto období si aktivně vybírají mikroprostory v krajině, které jejich barvu alespoň částečně maskují. Přednostně si sedají na zbytky neroztátého sněhu, do trsů světlých lišejníků (jako je dutohlávka sobí) nebo k osamoceným křemenným a vápencovým balvanům.

Bílý kožich pomůže hlavně proti savčím predátorům

To, co lidskému oku připadá jako dokonalá kamufláž bílé na bílém, nemusí v přírodě fungovat absolutně. Přírodní sníh silně odráží ultrafialové (UV) záření, zatímco bílá srst a peří zvířat (díky struktuře keratinu) UV záření naopak pohlcují. Mnoho severských predátorů – např. sovy, poštolky nebo i krkavci – vidí v UV spektru. Bílý zajíc na zasněžené pláni tak pro ně v UV světle vypadá jako tmavší silueta na zářivém pozadí. Bílé maskování je tak účinné především proti savčím predátorům (lišky, rysi), zatímco před ptáky zvíře úplně neskryje.

Je důležitější barva nebo termoregulace? Příklad zajíce měnivého

Jak ukázaly výzkumy u amerického druhu zajíce, zajíce měnivého, i v bezsněžné zimě je lepší bílá hustá zimní srst než hnědá letní. Když kanadští biologové v oblasti Yukonu zkoumali zajíce měnivé, očekávali, že bělejší jedinci budou na hnědé podzimní půdě pro dravce snadnou kořistí. Výsledky dlouholetého výzkumu však přinesly něco jiného. Předčasně bílá srst na bezsněžném podkladu zajícům úmrtnost nezvýšila, ale naopak jim pomohla podzim přežít.

Bílému zajíci není zima a nespotřebovává tedy tolik drahocenné energie, kterou doplňuje potravou. V teplotách pod bodem mrazu díky tomu stráví hledáním potravy mnohem kratší dobu. Ušetřený čas může trávit v bezpečí úkrytu.

Modelování ze studie ukázalo, že včasné přelínání do bílé srsti na podzim snížilo riziko úmrtnosti zajíců o neuvěřitelných 86 %.

Existuje ale i populace, která v zimě nemá bílou srst. Když vědci v mírném klimatu Tichomořského severozápadu (na pobřeží USA a Kanady) zkoumali populaci zajíců měnivých, narazili na nečekaný úkaz. Tamní zajíci na zimu vůbec nebělají a zůstávají po celý rok hnědí.

Genetická studie týmu profesorky L. Scott Millsové (publikovaná v časopise Science) odhalila, jak to vzniklo. Zajíci si mutaci pro celoročně hnědý kožich nevytvořili. Získali ji v minulosti přirozeným křížením se zajíci kalifornskými, kteří žijí dále na jihu a jsou hnědí celoročně. Pokud by zajíci museli čekat na vznik zcela nové náhodné mutace v DNA, trvalo by to tisíce let. Jak se hranice bezsněžných zim posouvá dál na sever, celoročně hnědí zajíci předávají při páření tento „hnědý gen“ svým severnějším sousedům. Tzv. adaptivní introgrese (přenos genů křížením) se tak může stát zásadní pro přežití druhu.

Pomalu probíhající evoluce a příklad zajíce běláka

Rozsáhlý výzkum z Norska ukazuje, jak velký dopad má nesoulad přeměny srsti se sněhovou pokrývkou na přežití zajíce běláka.

Dnešní zajíci mění barvu kožichu podle vzorců, které ideálně odpovídaly sněhovým podmínkám v letech 1959–1966. Rychlost, s jakou sníh z krajiny mizí dnes, dalece přesahuje schopnost jejich genetické adaptace. Zatímco v polovině minulého století se bílý zajíc na bezsněžném podkladu pohyboval v průměru 43 dní v roce, dnes je to v průměru 53 dní. V nejnižších polohách a pobřežních oblastech je situace ještě horší.

Jižní, hnědý poddruh lasice kolčavy může vytlačit v zimě bílý, severní poddruh

V Bělověžském pralese klesl od 60. let 20. století průměrný počet dní se sněhovou pokrývkou z přibližně 80 dnů na zhruba 40 dnů za sezónu.

Severní poddruh lasice kolčavy (Mustela nivalis nivalis) mění na zimu srst z hnědé na bílou výhradně na základě délky dne. Přelínání trvá několik týdnů a lasice nedokáže proces přizpůsobit tomu, zda sníh reálně napadl.

Vědci použili v terénu umělé modely lasic v obou barevných variantách. Bílý model na tmavém podkladu (spadané listí, hlína) přilákal dravce (především káně, sovy a lišky) podstatně častěji než model hnědý. Potvrdili tak svoji domněnku.

Tento ekologický nesoulad (camouflage mismatch) představuje pro bílé lasice prokazatelně velký problém. Dlouhodobý trend může vést ke snížení celkové populace nebo k postupnému vytlačení severního poddruhu jižním poddruhem, který si i v zimě ponechává hnědou srst a můžeme se s ním běžně potkat i u nás.

Lasice hranostaj a její černý ocas

Pro ČR asi nejtypičtější druh s bílým kožichem, i když s černým ocasem. Ten funguje jako obranný klam proti dravým ptákům. Když sova nebo káně útočí na pohybující se bílou siluetu, jejich zrak se automaticky zaměří na nejkontrastnější bod, černý konec ocasu. Výpad dravce tak často směřuje vedle těla a hranostaj vyvázne jen se ztrátou pár chlupů. Hranostaj je typickým příkladem druhu, který líná dle fotoperiody.

Dvě barevné varianty lišky polární

Liška polární má oproti jiným v zimě bílým severským druhům jednu velkou výhodu. V její populaci totiž vedle sebe žijí dvě barevné varianty. Klasická bílá a méně známá tmavá, zvaná „modrá“. Neplést si s poddruhy u kolčavy. U lišek jde čistě jen o barevnou variantu. Švédský výzkum z roku 2022 ukázal, jak zásadní rozdíl tato genetická pestrost znamená

Liška je sice lovec, ale bílá barva na bezsněžné tundře jí komplikuje plížení k hlodavcům a současně z ní dělá terč pro predátory. Zatímco bílá forma na tmavé zemi doslova svítí, tmavá („modrá“) varianta ne, a v bezsněžných podzimech a jarech se tak stává výhodnější.

Vědci předpokládají, že s úbytkem sněhu bude tmavých polárních lišek ve vnitrozemí přibývat. Tmavá genetická varianta tak funguje jako pojistka, díky níž by tento druh mohl úbytek sněhových dnů přežít bez drastického poklesu stavů.

Bělokur se válí v bahně

Severští ptáci bělokurové mění na zimu peří z hnědého na zářivě bílé a stávají se tak terčem predátorů. Při pozdním příchodu zimy se výrazně zvyšuje jejich úmrtnost. Výzkumy ornitologů ve Švédsku a Norsku však ukázaly velmi zajímavou věc. Na jaře se bělokurové horští aktivně válejí v blátě a prachu, aby si bílé peří úmyslně zašpinili a byli tak méně nápadní. Stává se tak na jaře, kdy odtává sníh a samci ještě nestihli přepeřit. Ovšem ne dříve než samičky snesou vajíčka. O špinavého partnera by totiž samička neměla zájem.