يهدد تغير المناخ بقاء النباتات والحيوانات في جميع أنحاء العالم مع ارتفاع درجات الحرارة وتغير الموائل.
تمكنت بعض الأنواع من مواجهة التحدي من خلال التكيف التطوري السريع والتغيرات الأخرى في السلوك أو علم وظائف الأعضاء. تصبح اليعسوب ذات الألوان الداكنة أكثر شحوبًا لتقليل كمية الحرارة التي تمتصها من الشمس. تزهر نباتات الخردل في وقت مبكر للاستفادة من ذوبان الثلوج في وقت مبكر. أصبحت السحالي أكثر قدرة على تحمل البرد للتعامل مع التقلبات الشديدة في مناخنا الجديد.
ومع ذلك، تظهر الدراسات العلمية أن تغير المناخ يحدث بشكل أسرع بكثير من تغير الأنواع.
ما هو التكيف التطوري؟
يتم استخدام كلمة “التكيف” بعدة طرق من قبل علماء المناخ، ولكن لها معنى محدد للغاية بالنسبة لعلماء الأحياء: فهي تشير إلى التغيرات الجينية التي تنتقل من جيل إلى جيل وتحسن قدرة الأنواع على البقاء في بيئتها. .
هذه التعديلات الجينية تجعل التكيف التطوري مختلفا عن “التأقلم” أو “التأقلم”، الذي ينطوي على مزايا لا تنتقل إلى النسل. على سبيل المثال، عندما ينتقل الناس إلى المدن المرتفعة، يبدأون في إنتاج المزيد من خلايا الدم الحمراء أثناء تأقلمهم مع انخفاض الأكسجين.
في جميع أنحاء العالم، تكيفت النباتات والحيوانات مع العديد من الموائل الدافئة والجافة المختلفة، مما دفع العلماء إلى التساؤل عما إذا كانت الأنواع قد تتكيف أيضًا مع مناخنا سريع التغير أيضًا.
حتى الآن، يبدو أن الإجابة هي لا بالنسبة لمعظم الأنواع.
تتطور وسريعة وبطيئة
أظهرت دراسة حديثة لمجموعات 19 نوعًا من الطيور والثدييات، بما في ذلك البوم والغزلان، وجود عائق محتمل أمام التكيف.
في الحيوانات التي تستغرق عدة سنوات للوصول إلى سن التكاثر، يكون المناخ قد تغير بالفعل بحلول وقت ولادة نسلها. فالجينات التي منحت الوالدين ميزة – مثل الفقس في الوقت المناسب تماما أو النمو إلى الحجم الأفضل – لم تعد مفيدة للذرية.
تتكيف مجموعات هذه الحيوانات بطيئة النضج مع تغير المناخ، ولكن ليس بما يكفي خلال كل جيل لتزدهر في الظروف المتغيرة. وفي الواقع، فإن معدل التطور غير متطابق إلى حد كبير مع معدل الانحباس الحراري العالمي، حيث يقدر مؤلفو الدراسة أن ما يقرب من 70٪ من السكان المحليين الذين درسوهم معرضون بالفعل للانقراض بسبب المناخ على مدى العقود المقبلة.
عادة ما تنضج الحيوانات الصغيرة الجسم، مثل العديد من الأسماك والحشرات والعوالق، بسرعة. ومع ذلك، فإن الأبحاث الحديثة التي أجريت على الأسماك الصغيرة ونوع من العوالق سريعة النضج تسمى مجدافيات الأرجل كشفت عن عقبة أخرى أمام التكيف الوراثي السريع مع تغير المناخ.
تمتلك العديد من الأنواع جينات تسمح لها بالعيش في بيئات تكون درجة حرارتها من 1 إلى 2 درجة مئوية (حوالي 2 إلى 4 فهرنهايت) أكثر دفئًا مما هي عليه اليوم، ولكن يجب أن تنشأ طفرات جينية جديدة لتمكينها من البقاء إذا وصلت درجة الحرارة إلى 4 إلى 5 درجات مئوية (حوالي 7 إلى 9 درجات مئوية). و) أكثر دفئا، كما هو ممكن في بعض المناطق، خاصة إذا استمرت انبعاثات الغازات الدفيئة بمعدل مرتفع.
ولاختبار قدرة الأنواع على التحمل، قام العلماء بتدفئة مجموعات من هذه الأنواع سريعة النضج على مدى أجيال عديدة لمراقبة تغيراتها الجينية. ووجدوا أن كلا من مجدافيات الأرجل والأسماك الصغيرة كانت قادرة على التكيف مع أول درجتين من الاحترار، ولكن سرعان ما انقرضت المجموعات السكانية فوق ذلك. وذلك لأن الطفرات الجينية التي زادت من قدرتهم على العيش في ظروف أكثر حرارة حدثت بمعدل أبطأ من ارتفاع درجات الحرارة.
تعتبر الأنواع ذات الدم البارد، مثل السحالي والضفادع والأسماك، معرضة بشكل خاص لتغير المناخ لأن قدرتها محدودة على تنظيم درجات حرارة أجسامها. ومن المتوقع أن تكون قدرتهم على التطور استجابة لتغير المناخ أمرًا بالغ الأهمية لبقائهم.
ومع ذلك، فإن التكيف السريع مع تغير المناخ غالبًا ما يكون له تكلفة: حيث يقل عدد السكان بسبب وفاة الأفراد الذين لا يستطيعون تحمل درجات الحرارة الجديدة الأكثر سخونة. لذلك، حتى لو تطورت الأنواع لتتمكن من البقاء على قيد الحياة مع تغير المناخ، فإن مجموعاتها الأصغر قد تنقرض بسبب مشاكل مثل زواج الأقارب، أو طفرات جديدة ضارة أو سوء الحظ القديم، مثل وباء المرض.
في دراسة أصبحت كلاسيكية الآن، اكتشف الباحثون الذين يدرسون السحالي في المكسيك أن معدلات الوفيات المرتفعة للأفراد الذين يعانون من الحساسية للحرارة فقط – الذين يمثلون مجموعة فرعية فقط من إجمالي السكان – تسببت في انقراض 12% من جميع مجموعات السحالي في المكسيك بين عامي 1975 و1975. 2009. حتى مع بقاء بعض السحالي البالغة التي تتحمل الحرارة في كل مجموعة في ظل الظروف الأكثر دفئًا، فقد قدر الباحثون أن تغير المناخ سيقتل الكثير من البالغين الحساسين للحرارة داخل كل مجموعة بحيث أن 54٪ من جميع المجموعات السكانية سوف تنقرض بحلول عام 2080.
التكيف التطوري ليس الخيار الوحيد للأنواع
هناك طريقة أخرى تتكيف بها الأنواع مع ارتفاع درجات الحرارة وهي التأقلم، والذي يسمى أحيانًا “اللدونة المظهرية”. على سبيل المثال، تضع الطيور الكبيرة في المملكة المتحدة – الطيور الصغيرة الشائعة في الساحات والغابات – بيضها في وقت مبكر في السنوات الأكثر دفئًا حتى تفقس فراخها تمامًا مع انتهاء الطقس الشتوي، بغض النظر عن موعد حدوث ذلك.
ومع ذلك، فقد وجد تحليل حديث لأكثر من 100 نوع من الخنافس والجندب وغيرها من أنواع الحشرات في جميع أنحاء العالم أن التأقلم قد لا يساعد تلك الأنواع بما فيه الكفاية. وجد مؤلفو الدراسة أن الأنواع التي استعرضوها اكتسبت متوسطًا قدره 0.1 درجة مئوية (حوالي 0.2 فهرنهايت) أكبر في تحمل الحرارة عند التأقلم مع درجة حرارة الهواء الأكثر دفئًا بمقدار 1 درجة مئوية (حوالي 2 فهرنهايت) أثناء نموها. وبالتالي، يبدو أن معدل الانحباس الحراري العالمي يفوق قدرة الأنواع على التأقلم أيضا.
يمكن للنباتات والحيوانات أيضًا الهروب من تأثيرات ظاهرة الاحتباس الحراري عن طريق الهجرة إلى الموائل الأكثر برودة. أظهر تحليل عالمي لأكثر من 12 ألف نوع من النباتات والحيوانات المختلفة مؤخرًا أن العديد من الأنواع تهاجر نحو القطبين بسرعة كافية لمواكبة ارتفاع درجات الحرارة، كما أن العديد من الأنواع الاستوائية تتحرك صعودًا إلى ارتفاعات أعلى أيضًا.
ومع ذلك، فإن للهجرة حدودها. تظهر الأبحاث أن الطيور الاستوائية التي تعيش بالفعل في أعالي الجبال يمكن أن تكون محكوم عليها بالهلاك لأنه لا يوجد مجال لها للهجرة إلى أعلى. وبالتالي فإن الأنواع الاستوائية قد تكون على ما يسميه المؤلفون “السلم المتحرك نحو الانقراض”.
تمثل الموائل الموجودة في مناطق خطوط العرض العالية والمرتفعة أيضًا العديد من التحديات التي يتعين على الأنواع التغلب عليها بالإضافة إلى درجة الحرارة. تُظهر أبحاثنا الخاصة التي أجريت على 800 نوع من الحشرات في جميع أنحاء الأرض أن الفراشات والنحل والحشرات الطائرة الأخرى تُمنع بشكل خاص من الهجرة إلى ارتفاعات أعلى بسبب عدم وجود ما يكفي من الأكسجين للبقاء على قيد الحياة.
تفتقر العديد من الأنواع إلى استراتيجيات مناخية واضحة
وبشكل عام، يبدو أن التكيف التطوري يساعد في تقليل تأثيرات الانحباس الحراري العالمي، لكن الأدلة حتى الآن تظهر أنه غير كاف للتغلب على المعدلات الحالية لتغير المناخ. ويقدم التأقلم والهجرة حلولاً أسرع، ولكن الأبحاث تظهر أن هذه الحلول قد لا تكون كافية أيضاً.
وبطبيعة الحال، ليس كل التطور مدفوعا بارتفاع درجات الحرارة. ويبدو أن الأنواع النباتية والحيوانية تتكيف أيضًا تدريجيًا مع أنواع أخرى من البيئات، بما في ذلك البيئات التي أنشأها الإنسان مثل المدن. لكن الوتيرة السريعة لظاهرة الاحتباس الحراري تجعلها واحدة من التهديدات الرئيسية التي يجب على الأنواع أن تستجيب لها على الفور.
تشير الأدلة إلى أن البشرية لا يمكنها أن تفترض ببساطة أن النباتات والحيوانات ستكون قادرة على إنقاذ نفسها من تغير المناخ. ولحماية هذه الأنواع، سيتعين على البشر أن يوقفوا الأنشطة التي تغذي تغير المناخ.
تم إعادة نشر هذا المقال من The Conversation، وهي منظمة إخبارية مستقلة غير ربحية تقدم لك حقائق وتحليلات لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد.
كتب بواسطة: مايكل بي مور، جامعة كولورادو دنفر و جيمس ستراود، معهد جورجيا للتكنولوجيا.
اقرأ أكثر:
لا يعمل المؤلفون أو يستشيرون أو يمتلكون أسهمًا في أي شركة أو مؤسسة أو يتلقون تمويلًا منها قد تستفيد من هذه المقالة، ولم يكشفوا عن أي انتماءات ذات صلة بعد تعيينهم الأكاديمي.