När jordens klimat förändras, arter måste anpassa sig, flytta sina geografiska intervall eller möta nedgång och, i vissa fall, utdöende. Med hjälp av genetik, UCLA-biologer som är involverade i Bird Genoscape Project tävlar mot tiden för att ta reda på potentialen för anpassning och hur man bäst skyddar sårbara fågelpopulationer.

Projektets senaste studie, publiceras i Vetenskap , fokuserar på den gula sångaren. Finns över större delen av Nordamerika, fågeln tillbringar sina vintrar i Central- och Sydamerika, och flyger så långt norrut som Alaska och polcirkeln på sommaren, fyller vilda marker och bakgårdar med färg och sång längs vägen.

Använder mer än 200 blod, vävnads- och fjäderprover från hela avelsområdet, forskarna upptäckte gener som verkar reagera på klimatet, och fann att fågelpopulationer som mest behöver anpassa sig till klimatförändringar upplever nedgångar.

UCLA evolutionsbiolog Kristen Ruegg, adjungerad biträdande professor och senior författare av studien, sade tidigare studier fokuserade på hur långvariga förändringar i temperatur och nederbörd orsakar fågelarter att flytta sina geografiska intervall. Genetisk kartläggning erbjuder möjligheten att titta på ett annat alternativ – förmågan att anpassa sig till klimatförändringar.

"Med denna forskning, vi kan säga "baserat på dessa gen-miljökorrelationer, här är hur befolkningen måste anpassa sig till framtida klimatförändringar. Och här är de befolkningar som måste anpassa sig mest, '" sa Ruegg, som också är meddirektör för Bird Genoscape Project.

Om gulsångaren kommer att kunna anpassa sig är en annan sak. "Det är vår nästa stora fråga, " sa Ruegg.

Värdefull information för naturvårdare

Den nya studien avslöjade några av de utmaningar som gulsångare redan står inför. I vissa populationer, gener förknippade med klimatanpassning är inte matchade med miljöer. Dessa populationer kommer sannolikt att ha svårast att anpassa sig tillräckligt snabbt till framtida klimatförändringar.

Så har det varit tidigare, för. Genom att jämföra de genetiska fynden med undersökningar av häckfågel som går tillbaka till 1960-talet som spårar förändringar i fågelöverflöd, forskarna fastställde att de befolkningar som behöver anpassa sig mest redan är på tillbakagång. Med hjälp av genetiska kartor, livsmiljöerna för de befolkningar som är mest sårbara för klimatförändringar kan nu inriktas på skydd, sa Rachael Bay, huvudförfattare till studien och en National Science Foundation-postdoktor. Fynden erbjuder värdefull information för naturvårdare som hoppas kunna skydda arter som den gula sångaren i framtiden, Hon sa.

"Evolution har potential att betyda mycket när det kommer till klimatförändringssvar, " sa Bay. "Det är en process som vi borde börja integrera mer när vi fattar beslut, och det har visat sig mycket löfte som inte har realiserats ännu."

Gulsångaren är för närvarande inte utrotningshotad. Den valdes ut för studien för att ge forskare en bättre förståelse för hur gener förhåller sig till klimatvariabler över dess breda spektrum. Men fågeln kan fungera som kanariefågel i kolgruvan för arter som är mer utsatta.

"Det här är en varningsklocka, sa Tom Smith, en professor i ekologi och evolutionsbiologi vid UCLA och chef för Center for Tropical Research. "Vi spenderar mycket tid på att fråga vad som kommer att hända under klimatförändringarna, vilka effekterna blir och vad vi behöver göra för att hantera det. Våra resultat chockade oss - det händer nu."

Studien lägger grunden för två viktiga nästa steg, sa Smith. Först, det innebär att ytterligare studier måste göras för att lära sig hur andra arter anpassar sig till klimatförändringar. Andra, resultaten kan användas nu för att skräddarsy och informera framtida naturvårdsförvaltning.