تتقلص أسماك العالم مع ارتفاع درجة حرارة المناخ. نحن نحاول معرفة السبب

الأسماك هي المجموعة الأكثر تنوعًا من الفقاريات ، بدءًا من أسماك الغوبي الصغيرة وأسماك الزرد إلى أسماك التونة العملاقة وأسماك القرش الحوت. إنها توفر القوت الحيوي لمليارات الأشخاص في جميع أنحاء العالم من خلال مصايد الأسماك وتربية الأحياء المائية ، وهي أجزاء مهمة من النظم الإيكولوجية المائية.

لكن الأسماك في جميع أنحاء العالم تتناقص مع ارتفاع درجة حرارة موائلها. على سبيل المثال ، تقلص حجم أنواع الأسماك التجارية المهمة في بحر الشمال بحوالي 16٪ في الأربعين عامًا حتى عام 2008 ، بينما زادت درجة حرارة الماء بمقدار 1-2 درجة مئوية. ومن المتوقع أن يؤدي هذا الاتجاه “المتقلص” إلى تفاقم آثار الاحتباس الحراري على النظم البيئية البحرية بشكل كبير.

العلاقة بين الماء الأكثر دفئًا والحجم الأصغر معروفة جيدًا ، لكنها غير مفهومة جيدًا. تقدم تجاربنا لحفظ الأسماك في مياه أكثر دفئًا بعض الأدلة الحاسمة – وقد تساعدنا في تعلم كيفية الاستعداد لمستقبل أكثر دفئًا مع الأسماك الصغيرة.

قاعدة درجة الحرارة والحجم

تعتبر مصايد الأسماك عاملاً مربكًا محتملاً عند دراسة تأثير المياه الدافئة على الأسماك ، لأن مصايد الأسماك غالبًا ما تستهدف الأسماك الكبيرة. إن إزالة هذه الأسماك الكبيرة من السكان يفيد بقاء الأسماك التي تنضج بسرعة وتتكاثر في سن أصغر ، عندما تكون أصغر.

يمكن أن تنتقل سمة النضج المبكر هذه عبر أجيال الأسماك. في الواقع ، يمكن أن يؤدي إلى ظاهرة تعرف باسم “التطور الناجم عن مصايد الأسماك” ، حيث تميل الأنواع المستغلة إلى التناقص في الحجم بمرور الوقت.

كيف يمكننا التمييز بين تأثيرات الاحتباس الحراري وتأثيرات مصايد الأسماك؟

تتمثل إحدى الطرق في فحص اتجاهات حجم الجسم في أنواع الأسماك التي لا تستهدفها مصايد الأسماك. العديد من أنواع الأسماك في الأنهار الفرنسية ، على سبيل المثال ، لا يتم استغلالها من قبل مصايد الأسماك ولكنها انخفضت في الحجم على مدى عدة عقود بينما أصبحت بيئتها أكثر دفئًا.

طريقة أخرى هي فحص الأسماك في ظل ظروف خاضعة للرقابة ، من خلال التلاعب بدرجة حرارة الماء ودراسة التأثير على حجم الأسماك. وقد أظهرت مثل هذه التجارب أن الأسماك ينتهي بها الأمر إلى أصغر حجمًا في الجسم عند الاحتفاظ بها في ظروف دافئة ، وهذا الاتجاه شائع جدًا لدرجة أنه تم تسميته: “قاعدة درجة الحرارة-الحجم”.

نحن نعلم أيضًا أن الأسماك الصغيرة تنتج نسبيًا أقل نسبيًا. وإذا كانت الأسماك تتقلص ، فإن المصايد التي تعتمد حصص صيدها على الوزن سوف تأخذ عددًا أكبر من الأسماك الفردية.

لذا فإن تقلص حجم الأسماك يعني أن كل سمكة سيكون لديها نسل أقل ، والمزيد من الأسماك التي يتم صيدها. من المحتمل أن يكون لهذا تداعيات بيئية وتجارية كبيرة.

العرض والطلب

الماء الدافئ يعني سمكة أصغر ، لكن لماذا؟

تشير النظريات الحالية الأكثر شيوعًا إلى أن السبب يرجع إلى عدم التوافق بين كمية الأكسجين التي تحتاجها السمكة (للحفاظ على التمثيل الغذائي في الجسم) ومقدار ما يمكن أن تحصل عليه (عبر خياشيمها).

الحجة هي أن خياشيم الأسماك لا تنمو بنفس وتيرة نمو بقية أجسامهم. بمجرد أن تصل السمكة إلى حجم معين من الجسم ، يمكن لخياشيمها فقط توفير ما يكفي من الأكسجين للحفاظ على عمل الجسم – لا يوجد أكسجين متبقي للنمو.

اقرأ المزيد: كيف يؤثر تغير المناخ على الأسماك؟ هناك أدلة داخل آذانهم

ما علاقة هذا بالاحترار؟ تقول الخطوة التالية من الحجة أن الأسماك تستخدم المزيد من الأكسجين في المياه الدافئة – لكن خياشيمها لا تكبر. لذلك تصل الأسماك إلى الحد الأقصى لنموها بحجم أصغر ، مما يؤدي إلى قاعدة درجة الحرارة والحجم.

أثارت نظرية “عدم تطابق الأكسجين” هذه جدلاً ساخنًا بين علماء العالم ، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى وجود بيانات غير كافية لتأكيدها أو دحضها.

يمكن لإمداد الأكسجين مواكبة الطلب

للحصول على بعض البيانات ، أجرينا تجارب طويلة الأمد للحفاظ على الأسماك في ظروف مائية أكثر دفئًا من المعتاد. حاولنا أيضًا توفير أكسجين إضافي ، لمعرفة ما إذا كان ذلك يفيد نموهم.

لقد أخذنا بانتظام قياسات التمثيل الغذائي ، وحددنا مساحة سطح الخياشيم للأسماك لفهم مدى قدرتها على نقل الأكسجين من الماء إلى الجسم.

تظهر نتائجنا أن نظرية “عدم تطابق الأكسجين” لا تصمد. في حين أن التمثيل الغذائي للأسماك يزداد مع ارتفاع درجة حرارة الماء ، وجدنا أن الخياشيم تنمو بشكل كافٍ لمواكبة الطلب المتزايد على الأكسجين مع زيادة حجم الأسماك.

إذن ، لماذا تتقلص الأسماك مع ارتفاع درجة حرارة المناخ؟

هل التكاثر هو المفتاح؟

نحن نعلم أن الأسماك تميل إلى النمو بشكل أسرع في الظروف الأكثر دفئًا وتصل إلى مرحلة النضج الإنجابي في سن مبكرة وحجم أصغر. من الممكن أنه بمجرد أن تبدأ الأسماك في التكاثر ، يتم توجيه الطاقة إلى التكاثر بدلاً من النمو الإضافي.

يأتي الدليل على ذلك من مجموعة من الأسماك تعيش في بحيرة سويدية مما يعطينا نظرة إلى مستقبل أكثر دفئًا ، حيث تتلقى البحيرة مياه دافئة (غير ملوثة) من محطة طاقة نووية قريبة.

تنمو الأسماك في البحيرة الدافئة بشكل أسرع وتصل إلى مرحلة النضج الإنجابي مبكرًا ، ثم تميل إلى الموت في سن أصغر وبحجم أصغر من نظيراتها التي تعيش في مجاري مائية مجاورة وأكثر برودة. “عش سريعًا ، مت شابًا” ، كما يقول المثل.

بينما تبدو هذه الفكرة قابلة للتطبيق على نطاق واسع ، تشير بعض النتائج المتضاربة إلى الحاجة إلى مزيد من الاهتمام البحثي المركّز.

لا يمكن للأسماك الاستمرار في الانكماش إلى الأبد

مع زيادة فهمنا للعلاقة بين درجة الحرارة وحجم الأسماك ، نود أيضًا معرفة ما إذا كان بإمكاننا فعل أي شيء حيال ذلك.

في بحثنا الأخير ، استكشفنا الاختلافات في معدلات النمو بين الأسماك الفردية من نفس النوع.

كان أحد الأشياء التي أردنا معرفتها هو ما إذا كانت سمات فسيولوجية معينة قد تسمح لبعض الأفراد بالالتفاف على قاعدة حجم درجة الحرارة وأن يتأثروا بدرجة أقل باحترار المناخ. لقد وجدنا أن هناك تباينًا كبيرًا عبر الأسماك الفردية ، لكننا لا نعرف كيف يمكن تسخير هذا التباين لتجمعات الأسماك المقاومة للمستقبل.

اقرأ المزيد: يؤدي ارتفاع درجة حرارة المحيطات إلى تغيير صناعة صيد الأسماك في أستراليا

مع استمرار عملنا ، نتطلع أيضًا إلى المستقبل ونفكر في تداعياته على الأسماك والصناعات التي تعتمد عليها.

لا يمكن للأسماك أن تستمر في الانكماش إلى الأبد. هناك حد أدنى للحجم يجب أن يصل إليه كل نوع من أجل الحفاظ على مجموعة قابلة للحياة.

إذا وصلت الأنواع إلى حدودها الحرارية المحددة في مواقع معينة ، فلن تكون قادرة على التكاثر وستتوقف عن الوجود في تلك المواقع. إذا أصبح نطاق موطنها بالكامل دافئًا جدًا ، فسوف تنقرض الأنواع.

ستكون هذه الاعتبارات الخاصة بالأسماك الصغيرة والموائل الحرارية المتغيرة أمرًا بالغ الأهمية لاستدامة مصايد الأسماك وتربية الأحياء المائية حيث نستمر في المستقبل بمناخ أكثر دفئًا وتطرفًا. ستساعد جهودنا لتحديد التأثيرات والتنبؤ بها مديري الموارد والصناعات على الاستعداد للاضطرابات المرتبطة بالمناخ.