كيف يتسبب تغير المناخ في انهيار الاتصال في عالم الحيوان

ما القاسم المشترك بين التغييرات التالية؟

تكافح بعض أنواع النمل لمتابعة المسارات ، حيث يتسبب ارتفاع درجات الحرارة في تحلل فرمون معين تستخدمه للتواصل. براغيث الماء دافنيا يصعب تجنب الحيوانات المفترسة مع ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون في الماء. وفي الشعاب المرجانية ، تفقد الأسماك الملونة والجميلة قدرتها على معرفة من هي مفترساتها.

كل ذلك نتج بشكل ما عن أكبر تغير على الإطلاق: تغير المناخ.

لقد قمت أنا وزملائي بقيادة بحث أظهر أن تغير المناخ يغير أيضًا الاتصالات الكيميائية في الأنواع البحرية والمياه العذبة والأراضي ، مع آثار بعيدة المدى على مستقبل كوكبنا ورفاهية الإنسان.

يلعب الاتصال الكيميائي دورًا أساسيًا في النظم البيئية التي تعمل بشكل جيد. تنظم “لغة الحياة” هذه التفاعلات بين الكائنات الحية وهي ضرورية للبيئة ، وفي النهاية ، كل أشكال الحياة على الأرض.

ربما تكون التفاعلات من خلال ما يسمى بـ “المواد الكيميائية المعلوماتية” هي أقدم أشكال الاتصال وأكثرها انتشارًا على هذا الكوكب. توفر المواد الكيميائية المعلوماتية الأساس للغالبية العظمى من العمليات البيئية عبر شجرة الحياة ، في كل من الأرض والمياه ، من خلال العمل كإشارات أو إشارات موجودة على سطح الكائنات نفسها أو يتم إطلاقها في البيئة المحيطة.

كما أنها تساعد في تشكيل النظم البيئية الطبيعية من خلال الحفاظ على توازنها ، ومن خلال القيام بذلك ، فإنها تدعم توفير العديد من الأشياء ذات الأهمية الكبيرة للإنسان ، بما في ذلك الغذاء والمياه النظيفة.

تؤثر المواد الكيميائية المعلوماتية على مجموعة واسعة من الوظائف والسلوك مثل العلاقة بين المفترس والفريسة. على سبيل المثال ، تستخدم أسماك القرش هذه المواد الكيميائية “لشم” فرائسها على مسافات محيرة للعقل. ضع في اعتبارك أن أي مادة كيميائية يمكنك شمها هي على الأرجح مادة كيميائية معلوماتية ، وغالبًا ما تكون مخصصة لأنواع مختلفة. على سبيل المثال ، تشير رائحة غابة الصنوبر – أي وجود مواد كيميائية معينة – إلى شيء مختلف للإنسان أو الدب أو النملة.

يمكن أن تؤثر هذه المواد الكيميائية على العلف والتغذية أيضًا. على سبيل المثال ، يتم إطلاق المواد الكيميائية المعلوماتية من قبل بعض الأنواع النباتية لجذب الملقحات ولكن لصد تلك التي قد تسبب الضرر. في بعض الحالات ، قد يُخبر مصنع يتعرض للهجوم جيرانه بأن الموت وشيك حتى يتمكنوا من الاستجابة وفقًا لذلك.

يمكن أن تؤثر المواد الكيميائية المعلوماتية على اختيار الموائل. إنها الطريقة التي تختار بها يرقات البرنقيل سطحًا مناسبًا لتعلق عليه ، على سبيل المثال. وتستخدم الأنواع أيضًا المواد الكيميائية المعلوماتية للتعرف على زملائها المحتملين وتعزيز فرصهم في التكاثر. على سبيل المثال ، يمكن لبعض أنواع الخفافيش “شم” رفيقة لديها أكبر تنوع جيني.

تغيير المواد الكيميائية المعلوماتية

لكن تغير المناخ يغير إنتاج هذه المواد الكيميائية الحاملة للمعلومات مثل الفيرومونات. هذا له تأثير كبير على مجموعة واسعة من الأنواع. أظهر البحث العلمي أن التغيرات في درجات الحرارة وثاني أكسيد الكربون ومستويات الأس الهيدروجيني – كلها جزء من تغير المناخ – يمكن أن تؤثر على كل جانب من جوانب العمليات الأساسية التي تستخدمها الكائنات للتواصل مع بعضها البعض.

مثال على ذلك تجربة معملية أظهرت كيف تسبب تغير المناخ في تقليل السلوك المضاد للحيوانات المفترسة في بعض أنواع الأسماك من خلال تقليل قلقهم تجاه الحيوانات المفترسة المحتملة. تطلق العديد من الأسماك مواد كيميائية معينة عندما تتضرر من قبل حيوان مفترس أو تكون في خطر. ويستخدم زملاؤهم الأسماك وجود هذه المواد الكيميائية ، التي تم الكشف عنها من خلال الرائحة ، كتحذير. لكن العلماء وجدوا أنه عندما يتم امتصاص المزيد من ثاني أكسيد الكربون في الماء وانخفاض مستوى الأس الهيدروجيني ، يتم تغيير مؤشر الإنذار الأكثر شيوعًا (هيبوكسانثين-3-إن-أكسيد) بشكل لا رجعة فيه وتجد الأسماك صعوبة في اكتشافها.

تغير المناخ لا يؤثر فقط على الأنواع الفردية. يشير عدد متزايد من الدراسات إلى أن الضغوطات المرتبطة بتغير المناخ والتي تعدل هذه التفاعلات الكيميائية تسبب اضطراب المعلومات عبر النظم البيئية بأكملها.

ومع ذلك ، فإن فهمنا للآليات الأساسية لا يزال نادرًا. كخطوة تالية ، أعمل أنا وزملائي على كيفية تأثير تغير المناخ على العلاقة (أو التواصل) التي تتم بوساطة كيميائية بين مسببات الأمراض المسببة للأمراض والحيوانات التي تستضيفها. إذا تسبب الاحتباس الحراري في انهيار الاتصال ، فنحن نريد في النهاية معرفة كيف سيؤثر ذلك علينا نحن البشر.