Ett ostronfångarbo sköljs bort i en stormflod. Australiska passerine -fåglar dör under en värmebölja. En sen frost i deras häckningsområde dödar en grupp amerikanska klippsvalor. Små tragedier som kan verka oberoende, men pekar på den underliggande långsiktiga effekten av extrema klimathändelser. I det särskilda juninumret av Filosofiska transaktioner av Royal Society B forskare vid Nederländska institutet för ekologi (NIOO-KNAW) lanserar en ny metod för dessa "extrema" studier.

Extremer, outliers, katastrofer. Som ett område för biologisk forskning är det fortfarande i sin linda, men intresset för extrema väder- och klimathändelser påverkar naturen snabbt. Det beror delvis på att det nu blir allt tydligare att effekterna av extrema händelser på djurens beteende, ekologi och evolution kan mycket väl vara större än de ”normala” perioderna emellan. Och delvis för att frekvensen av sådana händelser sannolikt kommer att öka, på grund av klimatförändringar.

Inte 1 till 1

Men hur definierar vi extrema händelser i första hand? Det är problematiskt, förklara NIOO -forskarna Marcel Visser och Martijn van de Pol. "För klimatologer, vädret måste vara varmare, kallare eller mer extrem på ett annat sätt än det är 95% av tiden. Men det gör det inte nödvändigtvis extremt när det gäller dess påverkan på naturen. Det finns ingen 1 till 1 korrespondens. "

Enligt forskarna och en grupp internationella kollegor, de flesta bevisen tyder på att påverkan varierar beroende på art och omständigheter. "Uppenbarligen för en fågel, effekterna av ett par extremt kalla dagar i december skulle inte vara desamma som i april eller maj, när det finns kycklingar i boet. "Detta gör det mycket svårt att förutsäga konsekvenserna av ytterligheter.

"Vi vet inte heller tillräckligt om de långsiktiga konsekvenserna för naturen av dessa avgörande ytterligheter", säger Van de Pol och Visser. "Men det kan vara på väg att förändras." Som gästredaktörer för ett temanummer av världens äldsta vetenskapliga tidskrift, tillägnad extrema klimathändelser, de gör inventering av den tillgängliga kunskapen och de pauser som för närvarande finns. De föreslår en "färdplan" för vidareutvecklingen av detta nya forskningsområde, syftar till att göra det lättare att jämföra och syntetisera information över olika områden.

En ytterligare komplikation är att stormflöden, värmeböljor på fem dagar eller längre och årtionden av torka tenderar att vara ganska sällsynta. Men när de inträffar, konsekvenserna är ofta katastrofala:en utmanande kombination för forskare. Van de Pol:"Ta Vadehavet. I slutet av 1100 -talet, det var en storm som fullständigt förvandlade Vadehavet. De ekologiska konsekvenserna av den stormen har fortsatt i decennier, om inte århundraden. "" Eller ta dinosaurierna ", tillägger Visser. "De återhämtade sig aldrig från effekten av en enda meteorit i Mexiko."

Dödligt för älvor?

Mindre katastrofala händelser, för, kan få stora konsekvenser. Två exempel från Phil. Trans. B är ostronfångare som bygger sina bon nära kusten trots stigande havsnivåer, och fairy -wrens - australiensiska passerine -fåglar - som alltmer utsätts för värmeböljor och höga temperaturer, med ibland ödesdigra konsekvenser.

Tänk dig att du är en ostronfångare:ett ögonblick sitter du där och lugnar inkubera dina ägg på saltmarsh, och nästa är ditt bo borta. Uppslukt av Vadehavet under en stormflod. Time-lapse-bilder från forskare på Wadden-ön Schiermonnikoog visar tydligt faran. Van de Pol. "Vi har studerat dessa bon i två decennier, och under den tiden har antalet översvämningar mer än fördubblats. Ändå vidtar ostronfångarna inga åtgärder. "

Forskarna var angelägna om att ta reda på om fåglarna skulle lära av erfarenhet och bygga sina bon på högre mark - säkrare men längre från sin favorit havsmat, "men det gör de inte". Detta kan resultera i naturligt urval baserat på bohöjd, med bara uppfödare som bygger sitt bo på hög mark som sannolikt kommer att överleva. Men detta kan påverka befolkningens framtida livskraft.

Det andra exemplet tittar på påverkan på två arter av förbipasserande fåglar av en minskning av antalet kalla perioder och en ökning av antalet värmeböljor. Den rödvingade älvan och den vitbryniga krattburen har båda sin livsmiljö i sydvästra Australien och de är ekologiskt ganska lika. Så hur reagerar de över tid? Ändrar de sin kroppsstorlek för att förmedla effekten av de extrema temperaturerna? Van de Pol:"Data över nästan 40 år visar att de två arterna, fast ganska lika, svara på helt andra sätt ".

Raketvetenskap?

Så kan sällsynta extrema händelser vara mer benägna att avgöra befolkningars framgång eller misslyckande än de mycket längre "normala" perioderna emellan?

"Låt oss säga att du har studerat en häckande population av flyttfåglar i 49 år", förklarar Marcel Visser, "och år efter år, de fåglar som anländer tidigt på våren har flest ungar. Det är svårt att förstå varför fler fåglar inte kommer tidigt. Sedan, under 50:e året, en natt med extremt kallt väder dödar plötsligt 80% av de tidiga ankomsterna, medan senkomarna flyr från massakern. Detta kan förklara varför de sena fåglarna är så framgångsrika i att förmedla sina egenskaper. "

Om det får det att låta som om det verkligen är väldigt svårt att göra förutsägelser, Visser håller med. "Det är inte precis raketvetenskap", han säger, "med sina komplexa och genomarbetade beräkningar. Faktum är att det är mycket svårare än så! "