Living on an edge: land-locked seals in changing climate

Abstract

Miljonite aastate jooksul on mereimetajad asustanud kogu Maa geograafiliste ja klimaatilised piirkondade mitmekesisuse, paljud tänapäevased hülgeliigid on levinud ühtlaselt kogu polaarmerede ulatuses. Samas on jääaja järgne maatõus või teised muutused vangistanud mitmed hülgeasurkonnas osaliselt või täiesti maailmameredest eraldatud veekogudesse kus nad on kohastunud elama aastaajaliselt väga laialt vahelduvates tingimustes. Ühest küljest pakub selline olukord mitmekesiseid elupaiku kuid teisalt esitab tõsise väljakutse nende hüljeste kohastumisvõimele. Käesolevas väitekirjas analüüsitakse kliimamuutuste võimalikke mõjusid Läänemere hallhülgele (Halichoerus grypus), viigerhülge (Pusa hispida botnica) ning Kaspia hülge (Pusa caspica) kohasusele ja elujäämisvõimalustele. Väitekirja osaks olevad neli teaduspublikatsiooni moodustavad sellele analüüsile tugeva põhja, kuna nendes uuringutes on kaetud ajalisel, ruumiliselt või sisuliselt mitmed kliimamuutustega seotud võtmeteemad. Võimaliku üleilmse soojenemise jätkudes pakuvad nad viiteid aegadesse kui see muutus end veel ei ilmutanud (II, III, IV) või keskenduvad ökoloogilistele väljakutsetele mis Maa soojenedes jõudu koguvad (I, ka II-IV). Kõik käsitletud hülged on enamal või vähemal määral jääga seotud, kuna nende levilad külmuvad talvekuudel täielikult või osaliselt. Jää moodustab uuritud liikidele ajutise kuid kriitiliselt olulise elupaiga. Käesolevas töös on hüljeste levikut, sigimisstrateegiaid ja edukust käsitletud talve karmuse ning selle võimalike muutuste valguses. Tänapäevane looduslik tasakaal on kujundatud pikaajaliste keskmiste ökoloogiliste tingimuste poolt, samas näitavad kliimamudelid lähiajal temperatuuri tõusu. Jääolude muutused soojenevas kliimas toovad kaasa kriitilise olukorra Läänemere lõunapoolsetele viigerhüljestele ja kaspia hüljestele. Jääpuudus suunab hüljeste leviku aladele kus keskkonnatingimused, mõõdetuna nii füüsiliste kui ka bioloogiliste näitajate kaudu, on praegusest ebasoodsamad. Hüljeste sigimisalad surutakse kokku ning konservatiivne, jääga seotud sigimisstrateegia võib osutuda oluliseks negatiivseks teguriks kiirete, vaid mõnd põlvkonda hõlmavate muutuste keerises. Hallhüljes võib tänu oma paindlikumale poegimisviisile olla vähem mõjutatud kuid ka nende puhul ahendab jää puudumine ning merepinna tõus selle liigi tänast poegimisaegset levikuala. Kõigile kolmele vaadeldud hülgeliigile mõjub pärssivalt jää ebastabiilsusega kaasnev järglaste madalam kvaliteet. Jääpindala kahanemine teeb hülged haavatavaks ka maismaakiskjate ja rööveluviisiliste lindude poolt. Kliimast tulenevaid keskkonnamuutusi võimendavad inimtekkelised tegurid, näiteks reostus, intensiivne kalapüük ning häirimine. Lisandudes keskkonnast johtuvale stressile kahandab inimtegevus oluliselt sisemeredes elavate loivaliste tulevikuväljavaateid.

Over the millions of years marine mammals have explored the full range of climatic and geographic latitudes of the Earth, at present several seal species show circumpolar distribution ranges. Post-glacial rebounds or other geo-morphological changes during have locked several seal populations into fully or partly isolated water bodies where they are adapted to live in seasonally widely fluctuating environments which in one hand provide diverse habitat but in the other hand challenge the adaptivity of the seals. This thesis is discussing the landlocked seals in their captive habitats and ecological implications therein. In this thesis the possible impacts of climate change on the fitness and survival of the land-locked grey seal (Halichoerus grypus) and ringed seal (Pusa hispida botnica) in the Baltic Sea and the Caspian seal (Pusa caspica), inhabiting the Caspian Sea are analyzed. The four original publications form a firm basis to approach this analysis, as they are covering spatially, temporally or topically several key aspects relevant to the climate change. In the context of probably ongoing global warming they provide reference to the times when the change was not expressed yet (II, III, IV) or focus on ecological challenges which will gather force with warming Earth (I, also II-IV). All the involved species and subspecies are to greater or lesser extent ice-related as their distribution ranges freeze over partially or wholly during the winter months. Ice forms a temporary critical habitat to the study species so winter severity and its potential changes are discussed in the context of seal distribution, breeding strategy and success. The current ecological balance is determined by long term average ecological conditions while climatic models show increasing temperatures in close future. Change of the ice conditions in warming climate would bring about critical conditions for the southern populations of the Baltic Ringed seal and the Caspian seals. Deficit of ice will lead to change of seal distribution to areas where the habitat quality, measured by both physical and biological parameters is lower compared to the present situation. The seals’ breeding area will become restricted and thus the conservative, ice related breeding strategy of the seals appears to become a major negative factor during current changes which take place during only some generations. The grey seal would be less affected due to plasticity in breeding strategies, but loss of the ice platform and access to several current land breeding sites would also restrict the breeding range of the species, all the three species would lose in breeding success through reduced offspring quality on unstable ice. The reduced ice cover makes the seals vulnerable to terrestrial and avian predation. Climatic changes in the environment are amplified by the anthropogenic factors like pollution, intensive fishing and disturbance which add to the environmental stress and challenge further the survival of the land-locked seal populations.