تأثیر تغییرات اقلیمی بر تعاملات زیست‌محیطی بین گونه‌های مختلف جانداران

تأثیر تغییرات اقلیمی بر تعاملات زیست‌محیطی بین گونه‌های مختلف جانداران ، پژوهشگران به‌تازگی دریافته‌اند که تغییرات اقلیمی به‌خصوص تغییر دما می‌تواند تعادل شکارچی و شکار در حیات‌وحش را به‌هم بزند. پژوهش جدیدی نشان می‌دهد که تغییرات اقلیمی می‌تواند باعث بروز اختلال در تعادل شکارچی و شکار بین جانداران شود. باتوجه به وجود حیوانات گوشت‌خوار ، گیاه‌خوار، پستانداران حشره‌خوار،‌ همه‌چیزخوار،‌ میوه‌خوار، مردارخوار و واهشتاران در حیات‌وحش ، اکوسیستم‌های کره‌ی زمین درون شبکه‌ی وسیعی از تعامل بین گیاهان ،‌ حیوانات ، حشرات ، قارچ‌ها و میکروارگانیسم‌ها اتفاق می‌افتد. بخش اصلی این شبکه در تعادل زنجیره‌ی غذایی‌ای زندگی می‌کنند که با ایجاد ارتباط بین حیوانات شکارچی و گیاه‌خوار،‌ تولید گیاه روی کره‌ی زمین را تنظیم می‌کنند.

طبق پژوهش که در ژورنال «نچرال کلایمیت چنج» منتشر شده است، تغییرات اقلیمی آینده می‌تواند تعادل بین حیوانات شکارچی و شکارهای گیاه‌خوار را به‌هم بزند. گوستاو کوئودو رومرو، استاد دانشگاه مؤسسه‌ی زیست‌شناسی دانشگاه کمپیناس برزیل و از نویسندگان ارشد این مقاله،‌ می‌گوید:

پژوهش مذکور به علل‌ این اختلال اشاره می‌کند و نشان می‌دهد که می‌توان این موضوع را ازطریق مؤلفه‌های تغییرات هوا در آینده به‌خصوص دما توضیح داد.

طبق نتایج این پژوهش،‌ تغییرات اقلیمی می‌تواند منجر به توزیع مجدد تعاملات زیست‌محیطی بین گونه‌های شکارچی و شکار شود. باتوجه به این نتایج،‌ دما بالاتر هوا و آب‌و‌هوای پایدارتر با تغییرات فصلی کمتر منجر به فشار درندگی (درندگی یک برهم‌کنش زیست‌شناختی است که یک جانور شکارچی یا درنده، شکار یا طعمه خود را شکار می‌کند) شدیدتر می‌شود. بااین‌حال افزایش ناپایداری اقلیمی که با تغییرات اقلیمی مستمر همراه است، کاهش کلی فشار درندگی به‌خصوص در مناطق گرمسیری را رقم می‌زند. درمقابل، فشار درندگی در برخی از مناطق با دمای معتدل افزایش می‌یابد. رومرو می‌گوید:

این سازماندهی مجدد نیروی تعاملات گونه‌های مختلف جانداران می‌تواند پیامدهای فاجعه‌باری برای اکوسیستم‌های روی خاک و خدمات اکوسیستمی که ارائه می‌کنند نظیر کنترل بیولوژیکی و چرخه‌ی غذایی به‌همراه داشته باشد.

اکوسیستم‌های کره‌ی زمین درون شبکه‌ی وسیعی از تعامل بین گیاهان ،‌ حیوانات ، حشرات ، قارچ‌ها و میکروارگانیسم‌ها اتفاق می‌افتد.

به‌عنوان مثال بسیاری از کشاورزان ارگانیک در مناطق گرمسیری به کنترل بیولوژیکی که توسط دشمنان آفات محصولات انجام می‌شود، وابسته هستند و تغییرات پیش‌بینی شده در آب‌و‌هوا موجب تضعیف اثربخشی حیوانات شکارچی در کنترل این آفات می‌شود. این پژوهش براساس داده‌های پژوهش قبلی انجام شده است که در ژورنال ساینس سال ۲۰۱۷ منتشر شد. پژوهشگران در پژوهش قبلی با بررسی گاززدن یا سایر نشانه‌های خوردن روی لاروهای مصنوعی می‌خواستند نشان دهند که هرچه عرض جغرافیایی اکوسیستم بالاتر باشد (از مناطق استوایی تا معتدل و قطب)، احتمال درندگی گیاه‌خواری کاهش می‌یابد.

پژوهشگران خطر درندگی برای ۲,۸۷۹ مدل لاروی که از پلاستی‌سین سبز ساخته شده بودند را در ۳۱ منطقه از اقصی‌نقاط دنیا بررسی کردند که در امتداد شیب عرضی از مدار ۳۰٫۴ درجه‌ی جنوبی (مداری به موازات ریو گرانده جنوبی به‌عنوان جنوبی‌ترین ایالت برزیل،‌ آفریقای جنوبی و استرالیای مرکزی) تا ۷۴٫۳ درجه‌ی شمالی (مداری در امتداد مجمع‌الجزایر قطبی کانادا، گرینلند و شمالی‌ترین نقطه‌ی سیبری) قرار داشتند. شیب این ۳۱ منطقه از صفر (دانمارک) تا ۲۱۰۰ متر بالاتر از سطح دریا (اکوادور) متغیر بودند. لازم به یادآوری است که شهر مکزیک ۲,۲۴۰ متر بالاتر از سطح دریا قرار دارد.

لاروهای پلاستی‌سین روی برگ‌های سالم گیاهان قرار داشتند که حداکثر ارتفاع آن از زمین یک متر بود. باتوجه به تحلیل نشانه‌های حمله‌ی حیوانات شکارچی که با دندان،‌ نوک، سوهانَک (یک ساختار کالبدشناختی که نرم‌تنان برای تغذیه استفاده می‌کنند) و فک پایین (مندیبول) ایجاد شده بود،‌ پژوهشگران ۶ گروه مختلف شکارچی را مشخص کردند که شامل پرندگان،‌ مارمولک‌ها، پستانداران، بندپایان و شکم‌پایان می‌شدند.

تغییرات اقلیمی

نویسندگان این مقاله به تأیید فرضیه‌ای پرداخته‌اند که می‌گوید قدرت تعاملات زیست‌محیطی با نزدیک‌شدن به خط استوا ، بیشتر و با نزدیک‌شدن به‌ قطب،‌ کمتر می‌شود. پژوهش مذکور که در ژورنال «نیچر کلایمیت چنج» منتشر شده است،‌ براساس چندین مدل آب‌و‌هوایی که تغییرات اقلیمی ناشی از انتشار دی‌اکسید کربن را پیش‌بینی می‌کنند، درندگی روی لاروها و داده‌های مکانی را با داده‌های اقلیم‌شناسی حال و آینده مقایسه کرده است. رومرو می‌گوید:

کلیه‌ی پژوهش‌های موجود درباره‌ی تأثیر تغییرات اقلیمی جهانی درقبال تعاملات زیستی ، به‌صورت تئوری بوده است و تاجایی که می‌دانم پژوهش ما برای اولین‌بار براساس داده‌های تجربی به بررسی رابطه‌ی تعاملات زیستی و تغییرات اقلیمی در سطح جهان پرداخته است. درضمن برای اولین‌بار در دنیا از مدل‌سازی توزیع گونه‌ای برای بررسی تعاملات زیست‌محیطی استفاده کرده‌ایم تا توزیع  گونه‌های مختلف جانداران را پیش‌بینی کنیم.

نویسندگان این پژوهش مجموعه‌ای از متغیرهای اقلیم‌شناسی را از WorldClim 2 استخراج کردند، این پایگاه داده‌ای دارای ۱۹ متغیر اقلیم‌شناسی است که در سطح جهانی برای شبکه‌ا‌ی با رزولوشن یک کیلومترمربع به‌کار می‌رود. در ادامه پژوهشگران از مدل‌سازی معادلات ساختاری برای تعیین اهمیت نسبی اثرات مستقیم و غیرمستقیم عرض جغرافیایی مطلق، ارتفاع و آب‌و‌هوای محلی (ازجمله بارندگی و دما ) بر فشار درندگی استفاده کردند. رومرو می‌گوید:

این مدل‌ها نشان دادند که داده‌های درندگی را می‌توان ازطریق متغیرهای دمایی به بهترین شکل ممکن توضیح داد.

پیش‌بینی‌های آینده

پژوهشگران موفق شدند، توزیع مجدد فشار درندگی در سطح جهانی را برای سناریوی اقلیمی تا سال ۲۰۷۰ پیش‌بینی کنند. رومرو می‌گوید:

به‌طورکلی دریافتیم که فشار درندگی تا سال ۲۰۷۰ احتمالاً تحت‌تأثیر تغییرات دمایی قرار می‌گیرد؛ اما شاید تغیرات بارندگی روی آن تأثیری نداشته باشد.

فشار درندگی تحت‌تأثیر افزایش دمای پیش‌بینی شده برای سال ۲۰۷۰ و همینطور تغییرات دمایی (افزایش و کاهش شدید دما در برخی اکوسیستم‌های خاص) خواهد گرفت. او می‌گوید:

ناپایداری دمایی (درمقایسه با دمای هوای گرمتر) منجر به کاهش فشار درندگی می‌شود. این تأثیر در مناطق گرمسیری که طبق پیش‌بینی‌ها ناپایداری اقلیمی بیشتری را تجربه خواهد کرد، تشدید می‌شود.

یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهد که با افزایش دما ، فشار درندگی در مناطق معتدل شامل کشورهای آمریکای شمالی تا آسیا به‌طور نسبی افزایش می‌یابد. بیشترین افزایش فشار درندگی در کشورهای اسکاندیناوی در میان بندپایان اتفاق خواهد افتاد. در مناطق استوایی نظیر آفریقای استوایی،‌ آسیای جنوب‌شرقی، آمریکای جنوب استوایی، آمریکای مرکزی و کشورهای حوزه‌ی کارائیب که اکثر اکوسیستم‌های تنوع‌زیستی را در خود جای داده‌اند، فشار درندگی با کاهش مواجه می‌شود. برزیل و کلمبیا به‌خصوص تحت‌تأثیر قرار خواهند گرفت،‌ به‌طوری که در برزیل به‌سبب موقعیتش در مدار استوا و وسعت جنگل آمازون بیشترین تأثیر دیده خواهد شد. رومرو می‌گوید:

به‌راحتی می‌توانیم به این نتیجه‌ی ساده برسیم که چنانچه آب‌و‌هوای کنونی بر فشار درندگی فعلی اثر بگذارد، پس می‌توانیم انتظار داشته باشیم که تغییرات اقلیمی منجر به تغییر در میزان فشار درندگی شود.  تأثیر تغییرات اقلیمی را نه‌تنها می‌توان در توزیع گونه‌ها،‌ بلکه در تغییر تعاملات میان گونه‌های مختلف جانداران نیز مشاهده کرد. کاهش فشار درندگی در مناطق استوایی می‌تواند بر بازدهی محصولات کشاورزی این مناطق تأثیر داشته باشد و درنتیجه به‌خاطر کاهش راندمان کنترل بیولوژیکی در این مناطق که درحال‌حاضر نسبت به تغییرات اقلیمی آسیب‌پذیرتر هستند، این موضوع منجر به افزایش خطر امنیت غذایی می‌شود.