אי שמיים

איי שמיים (באנגלית: Sky islands) הם הרים מבודדים מוקפים באזורים נמוכים שבהם הסביבה שונה לגמרי. לעובדה זו יש השלכות משמעותיות על בתי הגידול הטבעיים. אנדמיות, נדידה אנכית ואוכלוסיות רליקט הם חלק מהתופעות הטבעיות שניתן למצוא באיי שמיים.
הדינמיקה המורכבת של עושר המינים על איי השמיים מעניינת את תחום הביוגאוגרפיה, ובדומה, המגוון הביולוגי מעניין את הביולוגיה של שמירת הטבע (conservation biology). אחד מהמרכיבים המרכזיים של אי שמיים הוא ההפרדה באמצעות ריחוק פיזי מרכסי הרים אחרים, ועקב כך הפיכתו לאי של בית גידול, כדוגמת יער המוקף מדבר.
חלק מאיי השמיים מהווים מקום מפלט למינים צפוניים שנעזבו לאנחות בשל התחממות האקלים מאז עידן הקרח. במקרים אחרים, נוטים אוכלוסיות מקומיות של צמחים ובעלי חיים ליצור מינים חדשים, בדומה לאיי האוקיינוס, דוגמת איי גלאפגוס השייכים לאקוודור.

מקור המונח

מקור המושג אי השמיים ב-1943 במאמר של נאט דודג' (Natt N. Dodge) במגזין הכבישים של אריזונה (Arizona Highways magazine) שבו הוא התייחס להרי צ'יריקאווה בדרום-מזרח אריזונה כ"אי הר בים המדבר" (mountain island in a desert sea).
באותה תקופה המונח התייחס למשטחים הטופוגרפיים האלפיניים הגבוהים העתיקים שאינם מכוסים בשלג ברכס סיירה נבדה בקליפורניה.
המונח הפך נפוץ בעקבות היציאה לאור ב-1967 של הספר "אי שמיים" (Sky Island) מאת סופר הטבע ולדון הילד (Weldon Heald), תושב דרום-מזרח אריזונה. בספר הוא הדגים את המושג באמצעות תיאור נסיעה מהעיירה רודיאו במערב מדבר צ'יוואווה לפסגה בהרי צ'יריקאווה, מרחק של 56 קילומטרים והפרש גובה של 1,700 מטרים. מסע שבו הוא עלה מהמדבר הלוהט והצחיח, לערבות הדשא, ואז ליערות האלון והאורן, יערות האורן ולבסוף ליערות האשוחית-אשוח-צפצפה. ספרו מזכיר את המושג ביומה, אבל מעדיף את הטרמינולוגיה של אזורי חיים, ומתייחס למחקריו של הזואולוג האמריקני קלינטון הארט מריאם (Clinton Hart Merriam‏; 1942-1855). הספר גם מתאר את חיות הבר ותנאי החיים בהרי צ'יריקאווה.
בערך באותו זמן קיבלו מדענים את הרעיון שהרים הם איים של בית גידול ונעשה בו שימוש על ידי סופרי מדע פופולריים דוגמת דייוויד קומן (David Quammen) וג'ון מקפי (John McPhee). מושג זה הוא חלק משדה המחקר של ביוגאוגרפיה של איים. הוא אינו מוגבל להרים בדרום-מערב אמריקה הצפונית והוא חל גם על הרים, רמות ומסיבים ברחבי העולם.

מאפיינים

איי השמיים המדרייניים הם קרוב לוודאי איי השמיים שנחקרו לעומק יותר מכל איי שמיים אחרים בעולם. הרים אלו השוכנים במדינות ארצות הברית ניו מקסיקו, אריזונה וטקסס ומדינות מקסיקו צ'יוואווה וסונורה, הרים רבים אלו יוצרים חוליות בשרשרת המחברת בין הקצה הצפוני של סיירה מדרה אוקסידנטל במקסיקו ודרום רמת קולורדו. לעיתים קרובות קרויים איי שמיים של ההרים המרכזיים והצפוניים בארצות הברית רכסי אי (island ranges), בייחוד על ידי האוכלוסיות בטווח צפייה מאיי הרים אלו המוקפים במישורים כדוגמת אלו המצויים בהרי ויצ'יטה (Wichita Mountains) של דרום-מערב אוקלהומה.
דוגמאות השוכנות צפונה יותר הם הרי קרייזי (Crazy Mountains), הרי קסל (Castle Mountains), הרי ברס פואו (Bears Paw Mountains), הרי הייווד (Highwood Mountains) והרי ליטל רוקי (Little Rocky Mountains), כולם במדינת מונטנה. כל אחד מרכסי הרים אלו מיוער וכולל טונדרה ושלג-עד מעבר לקו העצים, אבל אינו מחובר לאף רכס הרים אחר על ידי שלוחות מיוערות. הרכסים מוקפים לגמרי בערבה נטולת עצים או ערבת שיחים צחיחה למחצה. איי שמיים נוספים ידועים באמריקה הצפונית הם היערות ההרריים של האגן הגדול, כדוגמת ההרים הלבנים (White Mountains) בקליפורניה, והרי ספרינג (Spring Mountains) סמוך ללאס וגאס בנבדה. אחד ההיבטים הייחודיים של איי שמיים באזור גבול מקסיקו-ארצות הברית הוא התערובת של הצמחייה שיש לה זיקה למקומות אחרים, העצים והצמחים של המקומות הגבוהים מאפיינים קווי רוחב צפוניים יותר, בעוד שלצמחייה של המקומות הנמוכים יש זיקה למדבר ולהרים הרחק דרומה.
באיי שמיים אלו מצויים מספר בעלי חיים וצמחים ייחודיים, כדוגמת מין היוקה Yucca × schottii, תת-מין של סנאי אדום אמריקני Tamiasciurus hudsonicus grahamensis, מין של שבלול מים קטן Pyrgulopsis thompsoni, ומין הסלמנדרה Plethodon neomexicanus.
חלק מהמינים בהרים התפתחו כלל הנראה ברכס שבו הם מצויים, כשהם עוברים התאמה לסביבה, כדוגמת מין החדף Sorex lyelli. עם זאת, חלק מהמערכות האקולוגיות ההרריות המבודדות נוטות לאבד מינים לאורך זמן, ייתכן משום שאוכלוסיות קטנות מבודדות פגיעות יותר לתהליכי הכחדה, והבידוד של בית הגידול מפחית את האפשרות לקולוניזציה של בית הגידול על ידי מינים חדשים. יתר על כן, כמה מינים, דוגמת דוב גריזלי, דורשים מגוון של בתי גידול. דובים אלו השתמשו בעבר ביערות ובכרי הדשא של איי השמיים המדרייניים, כמו גם בבתי הגידול באזורים הנמוכים יותר כדוגמת האזורים על גדות הנחלים (דובי הגריזלי נכחדו מהאזור במאה ה-20).
תנועה עונתית בין בית גידול בהרים לבית גידול בשפלה היא סוג של נדידה, כדוגמת ההתנהגות של שליו הרים אמריקני (Oreortyx pictus) של הרי האגן הגדול. עופות אלו חיים באזורים הגבוהים כל עוד אין בהם שלג ובמקום לנדוד דרומה בחורף הם נודדים "למטה".
עם זאת קיימים מינים שעבורם ארכיפלג של איי שמיים או אפילו העמקים שביניהם אינם מחסום לפיזור ביולוגי אלא גם נתיב לנדידה. דוגמאות לעופות ויונקים המשתמשים בארכיפלג המדרייני על מנת להרחיב את תחום התפוצה שלהם צפונה הם טרוגון אלגנטי (Trogon elegans), עוף מסדרת הטרוגוניים וחוטמן חום.