حیوانات روشهای شگفت انگیزی برای انطباق با افزایش دما پیدا می کنند



محققان دانشگاه آریزونا دریافته اند که یک سوم گونه های جهان در طی 50 سال به دلیل افزایش دما منقرض می شود. (الکس استراچان از Pixabay /)

در این مرحله ، علم روشن است که دیر یا زود باید با بسیاری از گونه های جانوری و گیاهی در سراسر دنیا خداحافظی کنیم. طبق گزارش سال 2019 سازمان ملل ، یک میلیون گونه در حال حاضر در معرض خطر انقراض قرار دارند. امسال ، در یک مطالعه منتشر شده در طبیعت، محققان دریافتند که اکوسیستم های موجود در اقیانوس های گرمسیری ممکن است تا سال 2030 و آنهایی که در جنگل ها و کوه ها هستند تا سال 2050 شروع به فروپاشی کنند. بیش از 50 درصد زیستگاه خود را تا سال 2100 از دست خواهند داد. ما ، همانطور که سر رابرت واتسون ، رئیس IPBES در سال 2019 گفت ، با “تصویر شومی” روبرو هستیم.

هنوز برخی از گونه ها زنده می مانند. از پرندگان مهاجر اولیه ، لاک پشت های دریایی که مسیر خود را تنظیم می کنند و کارائیب که زودتر از بهار بچه دارند ، حیوانات در حال تغییر رفتار خود برای سازگاری هستند. اما چگونه آنها از دمای جهانی که روزبه روز افزایش می یابد ، زنده می مانند که اگر کاری انجام ندهیم ، هر سال گذشته رکورد شکنی ادامه می یابد؟

پاسخ ، یک معمای تکاملی است که هنوز در حال تکمیل است ، می گوید مارتا مونوز ، ژنتیک تکامل در دانشگاه ییل. درک ما از نحوه استفاده حیوانات از استراتژی های مختلف برای نگهداری بدن خود در یک درجه حرارت خاص – به اصطلاح “تنظیم مجدد دما” – به طرز شگفت انگیزی اخیر است. فکر می کنید این ایده به دهه 1700 برمی گردد ، مگر نه؟ اما نه ، به هیچ وجه ، “می گوید مونوز. “این در سال 1944 رسمیت یافت. بنابراین ، اگر بخواهیم آن را در متن بگوییم ، ساختار DNA را کمتر از یک دهه پس از فهمیدن اینکه تنظیم حرارتی چیزی است ، کشف کردیم.”

دو روش وجود دارد که حیوانات برای تنظیم مجدد دما تکامل یافته اند. آنها یا برای حفظ دمای پایدار انرژی مصرف می كنند ، راهی كه حیوانات خونگرم انتخاب می كنند ، یا می توانند از نظر استراتژیك متابولیسم خود را كاهش دهند یا سرعت آن را افزایش دهند تا با درجه حرارت خارج ، تاكتیك هایی كه دوزیستان ، خزندگان ، حشرات و بیشتر موجودات زیر آب استفاده می كنند مطابقت داشته باشد. استخدام. (به همین دلیل است که وقتی شرایط غیرمعمول در میامی سرد می شود ، می بینید که ایگوانا از درختان سقوط می کند – متابولیسم آنها تا حدی کند می شود که عضلاتشان از کار می افتند).

مونوز می گوید ، مهم نیست که حیوان کدام راه را انتخاب کند ، گرما همیشه وزن بیشتری خواهد داشت. وی در مطالعه خود نشان داد که توانایی سوسمارها در مقاومت در برابر دمای پایین ده برابر سریعتر از توانایی مقاومت در برابر شرایط گرم رشد می کند. این را می توان با این واقعیت توضیح داد که وقتی دما بسیار سرد است ، حیوانات یا با شرایط خاصی سازگار می شوند یا در تلاش می میرند. “راهی برای فرار از سرما وجود ندارد. وی گفت: “شما نمی توانید از آن پنهان شوید یا فرار کنید.” در مقابل ، مارمولک همیشه می تواند لکه هایی را در یک جنگل سایه دار پیدا کند ، جایی که درجه حرارت به طور قابل توجهی پایین تر از آن است که در آن نور مستقیم خورشید رخ می دهد. برای هزاران سال ، این واقعیت که حیوانات می توانند با حرکت در دمای بالاتر سازگار شوند ، رشد صفات جسمی را برای کنار آمدن با گرمای شدید کاهش داده است.

رفتار مشابهی در پروانه ها نیز مشاهده شده است. اندرو بلیدن ، محقق در دانشگاه کمبریج ، که مطالعه می کند چگونه افزایش دما بر جمعیت پروانه ها در انگلیس تأثیر می گذارد ، اخیراً تیم وی دمای بدن بیش از 4000 پروانه از 16 گونه را اندازه گیری و اندازه گیری کرده است. اگر به نظر می رسید درجه حرارت خود را یا با اشغال میکرو آب و هوای خنک تر تنظیم می کنند یا با حرکت دادن بال در جهات مختلف ، آنها را با دقت ثبت می کنند. آنها یافته های خود را در سپتامبر امسال در مجله بوم شناسی حیوانات.

وی گفت: “آنچه ما دریافتیم این است که گونه هایی که بیشتر به استفاده از میکرو اقلیم وابسته هستند ، معمولاً گونه هایی هستند که در 40 سال گذشته بیشترین کاهش را داشته اند.” گونه هایی که جمعیت آنها در همان دوره افزایش می یابد ، گونه هایی هستند که به گونه ای خاص رفتار می کنند تا خود را با دمای بالاتر سازگار کنند. این بدان معنی است که در طولانی مدت ، یک تغییر ساده در رفتار برخی از افراد آنها می تواند سرنوشت یک گونه را تغییر دهد.

اما تغییرات آب و هوایی فقط افزایش مداوم دما نیست. همچنین نوید تغییرات ناگهانی دما را می دهد که موجودات را در معرض شوک قرار می دهد. زیست شناس دریایی ، دیانا مادیرا می گوید ، تجربه این حوادث دورتر ، که می تواند با تشدید تغییرات آب و هوایی رایج شود ، در نهایت باعث تغییر شکل اکوسیستم ها می شود. وی در آزمایشگاه خود در دانشگاه دو آویرو ، پرتغال ، سعی می کند بفهمد که گونه های مختلف ماهی برای زنده ماندن در این شرایط تکان دهنده چقدر مجهز هستند.

وی دریافت كه یكی از مهمترین گونه های ماهیگیری در اروپا ، یعنی تیره روكش طلا ، می تواند تا 28 روز در آبهای گرم تا 86 درجه فارنهایت (30 درجه سانتیگراد) ، یعنی دمای پیش بینی شده دریاهای اروپا ، زنده بماند. در صورت توقف یا توقف بحران آب و هوا در طی یک موج گرما در سال 2100. بعد از این مرحله ، بافت های آنها از راه هایی که نمی توانند ثابت شوند آسیب می بینند و منجر به مرگ می شوند.

و اگر موج گرما در حالی که تیغ ها هنوز لارو کوچک هستند یا ماهی جوان و بی تجربه هستند ، چه می شود؟ وی اخیراً کشف کرده است که لاروهای چوب دریایی در برابر گرمای شدید بسیار آسیب پذیر هستند – آنها برای فرار از آب های گرم نمی توانند حرکت زیادی انجام دهند ، اما ماهی های جوان در زنده ماندن بسیار خوب هستند. مادیرا توضیح می دهد ، ماهیان بالغ احتمالاً عملکرد خوبی ندارند زیرا از انرژی زیادی برای تولید مثل استفاده می کنند. این نتایج از گونه ای به گونه دیگر متفاوت خواهد بود – دیگران ممکن است در کوتاه مدت زنده ماندن را انتخاب کنند ، اما در سطح نسلی رنج می برند. “آنها سازش می کنند. به عنوان مثال ، “بسیار خوب ، من می توانم زنده بمانم ، اما سپس آنقدر تولید مثل نخواهم کرد ، یا اینقدر رشد نمی کنم.”

برای پستانداران و پرندگان ، حفظ حالت خنک به معنای جلوگیری از از کار افتادن بدن آنها نیست ، بلکه صرف انرژی برای تنظیم دمای داخلی آنها است. برخلاف مارمولک یا ماهی ، حیوانات خونگرم در گرمای شدید خیلی زود تجزیه نمی شوند. آنها برای خنک ماندن ، استراتژی های مختلفی مانند نفس نفس زدن ، مدفوع (بله ، مدفوع) یا حتی کنترل هوای اطراف خود را با گوش های بزرگ ایجاد کرده اند. چندین نفر از ما ، پستانداران و اسب ها ، برای تبخیر آب از طریق پوست (تعریق) به منظور خنک ماندن ، تکامل یافتیم. برای پاکسازی این رطوبت ، بدن ما انرژی مصرف می کند و این باعث می شود که درون بدن ما حتی بیشتر گرم شود. این چرخه ای است که اگر خیلی طولانی بماند ، به گرمازدگی ختم می شود. مطالعات نشان داده است که حداکثر دمای بدن که یک حیوان خونگرم می تواند به آن برسد و زنده بماند بین 105 تا 118 درجه فارنهایت متغیر است.

برای درک چگونگی سازگاری حیوانات با گرمای شدید ، در سال 2015 Fristoe تحقیقی انجام داد که به بررسی چگونگی تکامل 211 گونه پرنده و 178 گونه پستاندار پرداخت. از دیدگاه تکاملی ، فریستو توضیح می دهد ، تجربه گرما به عنوان یک حیوان خونگرم با دستیابی به تعادل ظریف بین اندازه بدن ، شکل بدن (حیوانات جمع و جور می توانند در سرمای شدید بهتر زنده بمانند) و میزان سوزاندن انرژی حیوان در ارتباط است. (متابولیسم) و اینکه بدن وی تا چه اندازه در معرض عناصر قرار دارد (پرها ، خز و مکانیزم های جدا کننده مشابه حیوانات را تا حدی از تغییر در طول زمان محافظت می کند). وی دریافت که اندازه نقش مهمی در سازگاری با دما ندارد زیرا حیوانات بسیار کوچک و ریز در سراسر جهان وجود دارند. در پرندگان ، میزان متابولیسم برای پرندگان نقش زیادی دارد ، در حالی که مکانیزم های جدا کننده مانند موهای بدن یا ذخایر چربی نقش برجسته ای برای پستانداران دارند.

اما مدل وی آنچه را که مارتا مونوز می کوشد بررسی کند ، نادیده می گیرد: رفتار. محققان اخیراً دریافته اند که گورخر گورخر هنگام مراقبت از تخم های خود ، در معرض حدود 111 درجه فارنهایت (44 درجه سانتیگراد) “تماس گرمایی” سریع و شدیدی ایجاد می کند که به نظر می رسد موثرتر از نفس های کوتاه و ساکت است. وقتی داغ می شوند (ممکن است دیده باشید که سگ ها هم چنین کاری می کنند). این تماس های گرمایی باعث کند شدن رشد نسل جدید می شود ، که همچنین نسبت به والدین آنها در برابر دمای بالا تحمل می کند. تحقیقات قابل درک تر نشان می دهد که به نظر می رسد رفتار مهمترین ابزار برای مقابله با گرمای شدید موجودات خونگرم است.

دما فقط یکی از چیزهایی است که به دلیل اعمال انسان برای حیوانات تغییر خواهد کرد. اسیدی شدن اقیانوس ها ، افزایش جنگل زدایی و شهرنشینی ، آلودگی و تغییر الگوی آب و هوا چالش های اضافی برای گونه ها ایجاد می کند. محققان بر این باورند که حیوانات نیز از ترفندهای رفتاری برای سازگاری با این چالش های اضافی استفاده می کنند. اما ، همانطور که مادیرا اشاره کرد ، “گاهی اوقات استنباط های یک عاملی ما اعمال نمی شوند ، وقتی شما دو ، سه ، چهار ، ده اتفاق همزمان داشته باشید.”


منبع: khabar-reza.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*