مطالعه نشان می‌دهد رودخانه‌های خشک‌تر تگزاس از شبکه‌های غذایی ساده‌تر و بهره‌وری حیوانی بالاتر پشتیبانی می‌کنند

ویرایش شده توسط گابی کلارک، بررسی توسط رابرت ایگان

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

گرمایش زمین اغلب مترادف با تغییر آب و هوا تلقی می شود، اما افزایش دما تنها یکی از پیامدهای پدیده انسان محور است. تغییر در الگوهای بارندگی یکی دیگر از موارد است، اما اثرات آن بر اکوسیستم کمتر شناخته شده است.

بر اساس مطالعه جدیدی که توسط مدرسه ویلیام و مری ویلیام و مری (VIMS & Batten School) و در مجله Ecology منتشر شده است، در واقع، باران تأثیر بسیار زیادی بر اکولوژی رودخانه ها دارد. محققان دریافتند که بارش سالانه کمتر باعث بی ثباتی اکوسیستم رودخانه ها می شود و پیچیدگی شبکه های غذایی را کاهش می دهد و توزیع توده حیوانات را سازماندهی مجدد می کند.

برادلی استریکلند، نویسنده ارشد این مقاله، یکی از همکاران تحقیقاتی سابق فوق دکترا در VIMS و دانشکده علوم ساحلی و دریایی باتن، گفت: "تغییرات آب و هوا اساسا ساختار و عملکرد این رودخانه ها را تغییر می دهد. این تغییر شبکه های غذایی ممکن است یک علامت هشدار اولیه باشد که باید به آن توجه کنیم."

این مطالعه بر روی 9 رودخانه در منطقه بوم گردی دشت ساحل خلیج فارس در تگزاس متمرکز شد، جایی که هوای خشک صحرای چیهواهوآن با رطوبت خلیج مکزیک برخورد می کند و شیب شدیدی از بارندگی ایجاد می کند. میزان بارندگی سالانه به طور قابل توجهی در یک فاصله کوتاه کاهش می یابد و آن را برای اندازه گیری تأثیر باران بر اکوسیستم های رودخانه ای ایده آل می کند.

کریس پاتریک، یکی از نویسندگان این مقاله، استادیار مدرسه VIMS و مدرسه باتن، می‌گوید: «هر جای دیگری در ایالات متحده، اگر چنین گرادیان بارندگی داشتید، معمولا به دلیل برخی ویژگی‌های زمین‌شناسی مانند رشته کوه است. بنابراین مطمئن نیستید که چه چیزی باعث چه چیزی شده است. در تگزاس جنوبی، تنها چیزی که واقعا در حال تغییر است، بارندگی است. این آن را به یک آزمایشگاه طبیعی خوب تبدیل می‌کند. و منحصربه‌فرد است – هیچ مکان دیگری در قاره ایالات متحده مانند آن وجود ندارد. ممکن است مکان‌های مشابه دیگری در جهان وجود داشته باشد.»

طی چهار سال، تیم پاتریک از ماهی‌ها، حلزون‌ها، جلبک‌ها و دیگر موجودات نمونه‌برداری کرد و کیفیت آب، دما و موارد دیگر را اندازه‌گیری کرد تا مجموعه‌ای از داده‌ها بسازد که هم جوامع مهره‌داران و هم بی‌مهرگان را در این اکوسیستم‌های رودخانه‌ای ردیابی کند.

هدف از جمع‌آوری همه این داده‌ها تعیین یک معیار کلیدی برای درک انعطاف‌پذیری هر اکوسیستم بود: تولید ثانویه.

پاتریک گفت: «تولید ثانویه اساسا رشد بافت حیوانی جدید در طول زمان است. به ندرت پیش می‌آید که مردم تولید ثانویه را به‌صورت تجربی انجام دهند، به‌جای مدل‌سازی آن، به‌طور مستقیم آن را برای یک گونه واحد اندازه‌گیری کنند. انجام آن برای کل جامعه کمتر رایج است، اما این اتفاق می‌افتد. اما انجام این کار برای جامعه بی‌مهرگان و جامعه ماهی، و انجام آن برای چندین سال در مکان‌های متعدد؟ اساسا ناشناخته است. و ما هیچ‌کس این کار را انجام نمی‌دهد.»

استریکلند گفت، در مقایسه با معیارهای ساده‌تر مانند فراوانی و تنوع، تولید ثانویه رشد، گردش مالی و جریان انرژی اکوسیستم را بهتر منعکس می‌کند. نقش او در این مطالعه درک مجموعه داده هایی بود که تیم پاتریک تولید کرد.

استریکلند گفت: "تولید ثانویه واقعا یکی از بهترین اقداماتی است که ما برای درک عملکرد یک اکوسیستم داریم، زیرا بسیاری از معیارهای دیگر از کارایی، ساختار اکولوژیکی، پویایی جمعیت و ساختار جامعه را با هم ادغام می کند."

تجزیه و تحلیل داده ها آنچه را که محققان انتظار داشتند تأیید کرد: با کاهش بارندگی در امتداد شیب، تولید ثانویه در اکوسیستم های جریان افزایش می یابد. بارش کمتر به معنای پوشش درخت کمتر است که به معنای نور بیشتر برای رشد جلبک است.

این مواد گیاهی آبزی فراوان، بی مهرگان را مانند میگ های غیر گزنده تغذیه می کند، اما در جریان های خشک تر، به نسبت بیشتری از ماهی های گیاهخوار مانند مولکول های بادبانی منجر شد. مانند بی مهرگان، این ماهی ها به سرعت تکثیر می شوند (مولی های ماده در عرض 32 روز به بلوغ جنسی می رسند)، و با هم از جمعیت نسبتا کوچکتر شکارچی متشکل از ماهی هایی مانند گار خالدار حمایت می کنند.

چیزی که محققان را متعجب کرد این بود که این توزیع زیست توده در جریان‌های خشک‌تر منعکس‌کننده یک هرم کلاسیک سنگین از پایین بود که نمونه‌ای از اکوسیستم‌های زمینی است، اما نه آبزیان. به عنوان مثال، اکوسیستم های دریایی معمولا دارای اهرام سنگین بالایی هستند، زیرا جلبک ها و فیتوپلانکتون ها در پایین به سرعت در حال چرخش هستند و تقریبا به همان سرعتی که تولید مثل می کنند خورده می شوند.

استریکلند گفت: «این به ما می‌گوید کل مسیر انرژی در سراسر این گرادیان بارندگی تغییر کرده است. بارندگی مقدار و نوع منابع را در پایه شبکه غذایی تغییر می‌دهد و یافته‌های ما به واکنش چشمگیر مصرف‌کنندگان اشاره می‌کند.

برای مکان‌های مورد مطالعه که بارندگی سالانه بیشتری دریافت کردند، یک هرم زیست توده معکوس مشاهده شد، اما نه تنها به دلیل جلبک‌ها. محققان دریافتند که بی‌مهرگان آواری‌خوار نیز از این شبکه‌های غذایی متنوع‌تر حمایت می‌کنند و از لاشه حیوانات، برگ‌ها و دیگر زباله‌هایی که به رودخانه می‌ریزند تغذیه می‌کنند.

استریکلند گفت: «این یک روش زندگی کندتر و پایدارتر در مقایسه با شیوه زندگی پر استرس و سریع است که در جویبارهای خشک‌تر دیده می‌شود».

در نهایت، جریان‌هایی که بارندگی سالانه کمتری داشتند، با وجود مشابه بودن، دو برابر میزان تولید ثانویه و گردش زیست توده نسبت به سایرین داشتند. به همین دلیل، این مطالعه بارش را به عنوان یک متغیر اصلی توصیف کرد، متغیری که قدرت تغییر شکل پایه های اکوسیستم ها را دارد.

این نتیجه گیری وزنی فراتر از رودخانه های تگزاس جنوبی دارد. وقتی صحبت از توانایی بارندگی برای کنترل جریان انرژی از طریق جوامع حیوانی می شود، این مطالعه به موازات سایر اکوسیستم ها، از مراتع و ساوانا گرفته تا اکوسیستم های ساحلی و دریایی، ترسیم می کند.

استریکلند گفت: "با متغیر شدن بارندگی، بر اساس این کار باید منتظر تغییرات بزرگی در بهره‌وری، جریان انرژی و پایداری اکوسیستم‌های رودخانه باشیم." اگرچه کار ما بر روی رودخانه‌ها متمرکز بود، اما ممکن است هر سیستم وابسته به بارندگی با ادامه تغییر آب و هوا شاهد تغییراتی در جریان انرژی باشد.

با در نظر گرفتن این موضوع، این مطالعه خواستار ایجاد مدل‌های بهتر و ادامه جمع‌آوری داده‌های میدانی برای کمک به درک تأثیرات بارندگی بر تنوع زیستی و بهره‌وری همه اکوسیستم‌ها برای پیش‌بینی بهتر نحوه واکنش آنها به تغییرات آب و هوایی است.

پاتریک گفت: «برخی مکان‌ها هستند که بیابان‌ها گسترش می‌یابند، در برخی مکان‌ها به طور متوسط ​​در طول سال مرطوب‌تر می‌شود. بارندگی مکانیسم مهم دیگری است که از طریق آن تغییرات آب و هوایی اکوسیستم ها را تغییر می دهد.

برادلی ا. استریکلند و همکاران، رژیم بارش اقلیمی، جریان انرژی، ساختار تغذیه‌ای و تولید ثانویه در رودخانه‌ها را شکل می‌دهد، اکولوژی (2026). DOI: 10.1002/ecy.70501

ارائه شده توسط موسسه علوم دریایی ویرجینیا

کارشناسی ارشد زبان انگلیسی، ویرایشگر کپی از سال 2021 با تجربه در آموزش عالی و محتوای بهداشتی. تقدیم به اخبار معتبر علمی. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →