چرا با گرم شدن جهان، بسیاری از حیوانات به مکان های گرم تر می روند؟

برخی از گونه ها با گرم شدن آب و هوا به زیستگاه های گرم تری می روند

تغییرات اقلیمی به معنای دردسر بزرگ برای برفک دهان بیکنل بود. این گونه که یکی از نادرترین پرندگان آوازخوان آمریکای شمالی است، قبلا با مسمومیت با جیوه و از دست دادن زیستگاه دست و پنجه نرم می کرد. با گرم شدن خانه کوهستانی این پرنده، بوم شناسان نگران بودند که تهدید جدیدی وارد شود: سنجاب قرمز آمریکایی، پستانداری که رژیم غذایی غنی از دانه خود را با تخم مرغ و جوجه های آوازخوان تکمیل می کند. سنجاب ها در پایین شیب برفک ها یافت می شوند و انتظار می رفت با افزایش دما به سمت دامنه کوه حرکت کنند.

اما این اتفاق نیفتاد. تونی لین مورلی، بوم شناس دانشگاه ماساچوست آمهرست، کشف کرد که سنجاب ها در واقع شروع به حرکت به سمت پایین کرده اند. این خبر خوبی برای حافظان محیط زیست پرندگان آوازخوان است، اما به طور کلی برای بوم شناسان خبر گیج کننده ای است. به نظر می رسد سنجاب ها راه را اشتباه می روند.

آنها تنها نیستند در برخی مکان‌ها، تقریبا نیمی از گونه‌های مورد مطالعه پیش‌بینی می‌کنند که به مکان‌های خنک‌تر منتقل خواهند شد. این کشف، حفاظت از گونه های آسیب پذیر را برای محافظان و مدیران زمین دشوار می کند. با این فرض که گونه‌ها از گرما دور می‌شوند، آنها مناطق خنک‌تری را که تصور می‌کردند به پناهگاه‌های آب و هوایی تبدیل می‌شوند، حفظ کرده یا خریداری کرده‌اند. اما اگر آنها از زمین در مکان های اشتباه محافظت می کنند چه؟

اینا اسمولوفسکی، بوم شناس در دانشگاه نیو ساوت ولز در استرالیا، می گوید: «من با سوالات بیشتری نسبت به پاسخ ها در مورد اینکه بهترین راه برای محافظت از چیزها در مواجهه با تغییرات آب و هوایی چیست، مانده ام.

محققان اکنون به اصول اولیه بازمی گردند تا بفهمند چه اتفاقی در حال رخ دادن است، و استراتژی های حفاظتی را ابداع کنند که برای گرم شدن جهان ما مناسب تر باشد.

در بیشتر 30 سال گذشته، بوم‌شناسان تصور می‌کردند که تغییر دامنه‌های تغییر اقلیم عمدتا یک راه است: به مکان‌های سردتر. اولین شواهد خوب برای این موضوع در سال 1996 به دست آمد، زمانی که کامیل پارمسان، در آن زمان در دانشگاه کالیفرنیا، سانتا باربارا، نشان داد که پروانه شطرنجی ادیت در غرب آمریکای شمالی در حال ترک گرمای روزافزون زیستگاه های جنوبی و کم ارتفاع خود برای خنک شدن اقلیم های مرتفع و شمالی است.

پروانه شطرنجی ادیت یکی از اولین نشانه های حرکت گونه ها به سمت زیستگاه های خنک تر بود.

در سال 2003، پارمسان، همراه با گری یوهه در دانشگاه وسلیان در کانکتیکات، حتی در حال کمی کردن میزان این تغییر بودند. آنها با استفاده از داده های صدها گونه جانوری و گیاهی محاسبه کردند که هر دهه، گونه ها به طور متوسط ​​حدود 6 متر از سربالایی یا 6 کیلومتر به سمت قطب ها حرکت می کنند.

این نرخ بعدا به سمت بالا اصلاح شد. در سال 2011، بوم شناس کریس توماس و همکارانش در دانشگاه یورک، بریتانیا، با داده های بیشتری برای کار با آنها، محاسبه کردند که گونه ها به طور متوسط ​​در هر دهه 11 متر بیشتر از سربالایی یا 17 کیلومتر به سمت قطب حرکت می کنند. دانشمندان همچنین ارتباطی بین درجه گرم شدن گونه‌های خاص تجربه شده و اندازه جابجایی آن‌ها یافتند - به گفته آنها اولین شواهد از یک پیوند علی.

این مطالعه سر و صدا ایجاد کرد، اما همانطور که توماس در آن زمان اشاره کرد، در درون داده ها داستان پیچیده تری وجود داشت. اگرچه گونه‌هایی از سنجاب کوهی گرفته تا پروانه‌های بریتانیایی و از روباه‌های قرمز در قطب شمال تا صنوبر و درختان کاج به سمت مکان‌های خنک‌تر حرکت می‌کردند، یک چهارم از گونه‌هایی که در تجزیه و تحلیل ردیابی شدند به سمت سرازیری حرکت می‌کردند، نه سربالایی، و بیش از یک پنجم به‌جای قطب‌ها به سمت استوا حرکت می‌کردند.

مورلی می‌گوید با داده‌های اضافی جمع‌آوری‌شده از آن زمان، اکنون به نظر می‌رسد که «کمتر از نیمی از گونه‌ها» به محیط‌های خنک‌تر نقل مکان کرده‌اند. سوال بزرگ این است: چرا بسیاری از گونه ها ظاهرا مسیر اشتباهی را طی می کنند؟

در آغوش گرفتن گرما

پاسخ در یک کلام پیچیده است. یکی از مشاهدات گیج کننده این است که حیوانات به ظاهر مشابه که در یک زیستگاه زندگی می کنند، به روش های کاملا متفاوتی به تغییرات آب و هوایی واکنش نشان می دهند. به عنوان مثال، حدود 20 سال پیش، استیو بیسینگر، بوم شناس دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، و همکارانش از ارتفاع 3000 متری در پارک ملی یوسمیتی، کالیفرنیا بالا و پایین رفتند.

آنها می خواستند کشف کنند که چگونه محدوده 28 گونه پستاندار کوچک از زمان ثبت در اوایل قرن بیستم - زمانی که پارک ملی حدود 3 درجه سانتیگراد خنک تر بود - توسط یک زیست شناس دوراندیش به نام جوزف گرینل تغییر کرده است.

بیسینگر می‌گوید: «نیمی از گونه‌ها شیب حرکتی را نشان دادند، اما نیمی دیگر اصلا حرکت نکردند». "دو حشره دامنه خود را به پایین شیب گسترش داده بودند."

بیسینگر سپس به مطالعه پرندگان در کوه‌های سیرا نوادا در غرب ایالات متحده پرداخت. او می‌گوید: «و سپس بسیار گیج‌کننده‌تر شد. او و همکارانش دریافتند که جمعیت‌های مجزا از همان گونه‌های پرنده واکنش متفاوتی به تغییرات آب و هوایی نشان می‌دهند. برای مثال دارکوب سر سفید در شمال سیرا نوادا در سربالایی حرکت می کرد، سرازیری در وسط و هیچ کجا در جنوب رشته کوه در حال حرکت بود.

بیسینگر می گوید: «ما برای مدت طولانی سر خود را در این مورد خاراندیم. آنها در نهایت به این نتیجه رسیدند که تغییر دما به تنهایی یک پیش بینی کننده بیش از حد خام برای رفتار حیوانات است.

آنها اکنون متوجه شده اند که تغییرات برف و بارندگی نیز مهم هستند. به عنوان مثال، اگرچه جابجایی در سراشیبی ممکن است مستلزم حرکت به سمت منطقه ای باشد که به طور ناخوشایندی گرم است، رفتن به سمت سربالایی ممکن است به معنای حرکت به سمت منطقه ای باشد که به شدت مرطوب است. اگر هزینه تمام آن بارندگی خیلی زیاد در نظر گرفته شود، ممکن است جمعیت به عنوان بدترین گزینه به سمت پایین حرکت کند.

مورلی اذعان می‌کند که ممکن است بدیهی به نظر برسد که هنگام پیش‌بینی نحوه حرکت گونه‌ها باید بارش را در نظر بگیرید. توماس می‌گوید: بوم‌شناسان می‌دانند که «پیچیدگی‌های متعدد» بر جایی که یک گونه برای زندگی انتخاب می‌کند تأثیر می‌گذارد، اما آنها سعی داشتند مدل‌های پیش‌بینی خود را ساده نگه دارند – و فاکتور گرفتن باران و برف آن‌ها را بسیار پیچیده‌تر می‌کند. مورلی می‌گوید: تغییرات بارندگی در همه جا وجود دارد. "جهت روشنی [به اندازه دما] ندارد."

همانطور که بیسینگر در مطالعه بعدی خود دریافت، این تنها عاملی نیست که می تواند پیش بینی ها را پیچیده کند. صحرای موهاوه، ​​در جنوب غربی ایالات متحده، محل شورش پستانداران کوچک - ول، سنجاب، موش آهو، موش کانگورو و مانند آن - و همچنین 200 گونه پرنده است. در طول قرن گذشته 2 درجه سانتیگراد گرم شده است و گاهی اوقات می تواند به 45 درجه سانتیگراد (113 درجه فارنهایت) برسد. بیسینگر دریافت که همانطور که انتظار می رفت، جمعیت پرندگان در آنجا "در حال فروپاشی" هستند.

اما پستانداران خوب کار می کردند.

دلیل آن، او و همکارانش کشف کردند، این بود که پستانداران از گرمای شدید روز در لانه های خود پناه می گیرند، در حالی که پرندگان در هوا سرخ می شوند. او می‌گوید: «درسی که ما از آن گرفتیم این بود که حتی در یک مکان، گونه‌ها می‌توانند به همان سطح از تغییرات آب و هوایی واکنش متفاوتی نشان دهند. همه اینها به قرار گرفتن در معرض واقعی آنها مربوط می شود. اگر بخواهند به طور دقیق نحوه تغییر دامنه ها را پیش بینی کنند، این مدل ها باید بسیار پیچیده تر می شدند.

به نظر می رسد موش های کانگورو با فرار به لانه هایشان در برابر افزایش دما مقاومت می کنند

بنابراین، زیست‌شناسان شروع کرده‌اند هر آنچه را که می‌توانند برای این مشکل پرتاب کنند. آن‌ها پایگاه‌های اطلاعاتی عظیمی از ویژگی‌ها ساخته‌اند، که در آن انواع جزئیات درباره نحوه رفتار موجودات، از تحرک گرفته تا ترجیحات غذایی را جمع‌آوری کرده‌اند. آنها تغییر دامنه را در سراسر جهان مطالعه کرده اند. مونت نیت کلگ، بوم‌شناس دانشگاه کالیفرنیا، دیویس، می‌گوید جام مقدس این است که در جایی از داده‌ها سرنخ‌هایی برای فرمولی وجود دارد که می‌تواند با موفقیت پیش‌بینی کند که هر گونه یا جامعه خاصی کجا حرکت می‌کند و بنابراین نشان می‌دهد که در کجا بهتر است انسان مداخله کند.

بیسینگر می گوید این رویکرد امیدوارکننده به نظر می رسید. به ویژه، این انتظار وجود داشت که ارگانیسم هایی که سریع زندگی می کنند و در جوانی می میرند، از موفق ترین ها در جابجایی به سمت بالا و قطب باشند. او می گوید که چنین گونه هایی فرزندان زیادی تولید می کنند و تمایل دارند طیف وسیعی از شرایط مانند دما و رطوبت را تحمل کنند. آنها "بهتر در فشار دادن به حاشیه های محدوده خود هستند".

برای آزمایش این انتظار، بیسینگر و همکارش اریک ریدل در دانشگاه کارولینای شمالی در چپل هیل، تمام مطالعاتی را که سعی در توضیح تغییر دامنه با استفاده از ویژگی‌های رفتاری داشتند، تجزیه و تحلیل کردند. اما آنها به این نتیجه رسیدند که با استفاده از چنین داده هایی نمی توان پیش بینی قابل اعتمادی انجام داد.

Lise Comte، بوم شناس در سازمان غیرانتفاعی Conservation Science Partners مستقر در کالیفرنیا می گوید: «آنها واقعا خیلی خوب کار نمی کنند. "و بنابراین، جامعه به طور کلی کمی ناامید است."

به بیان دیگر، محققان هنوز به شناسایی فرمول جام مقدس نزدیک نیستند. در واقع، عوامل پیچیده‌کننده زیادی بر رفتار هر گونه تأثیر می‌گذارند که ممکن است هیچ راه ساده‌ای برای پیش‌بینی واکنش آن به تغییرات آب‌وهوایی وجود نداشته باشد - حتی اگر در همه گونه‌ها، شما می‌توانید آن سیگنال رو به بالا و قطب را تشخیص دهید.

اسمولوفسکی، که حرکت گیاهان آلپ در استرالیا را مطالعه می کند، فکر می کند باید توجه بیشتری به این که چگونه تغییرات آب و هوایی تعاملات بین گونه ها را تغییر می دهد، معطوف شود: او می گوید: "ما فقط به همین گیاه فکر می کنیم که در واکنش به تغییرات آب و هوایی کار خودش را انجام می دهد." "اما، در واقع، کل جوامع در حال پاسخ دادن هستند و شاید تعاملات نیز تحت تاثیر قرار گیرد."

برای مثال، تحقیقات سال گذشته نشان داد که میکروب‌هایی که معمولا برای گیاهان مضر هستند، می‌توانند در محیط‌های پر استرس‌تر متقابل شوند. اسمولوفسکی می گوید که "دوستی های غیرقابل پیش بینی" مانند این می تواند زندگی یک گونه را حتی با گرم شدن آب و هوا آسان تر کند.

بیسینگر فهرستی را که دانشمندان اکنون باید در هنگام پیش‌بینی واکنش یک گونه به تغییرات اقلیمی در نظر بگیرند، کنار گذاشته است. او می گوید: «رقابت، بیماری، شکار و تأثیرات انسانی مانند تغییر کاربری زمین». علاوه بر این، او می‌افزاید، گونه‌ها ممکن است با تغییر رفتارشان نیاز به حرکت را کاهش یا حتی از بین ببرند – مثلا در اوایل سال تولید مثل کنند.

برنامه ریزی برای آینده ای غیرقابل پیش بینی

اگرچه شناخت این پیچیدگی پیش بینی چگونگی واکنش یک گونه به تغییرات آب و هوایی را دشوار می کند، نیت-کلگ می گوید دو چیز عملی وجود دارد که هنوز هم می تواند به حافظان محیط زیست کمک کند.

اولین مورد این است که زیستگاه ها را به یکدیگر متصل کنیم، به طوری که موجودات زنده بتوانند به بالا، پایین، شمال، جنوب یا حتی شرق یا غرب حرکت کنند، با توجه به اینکه چگونه می توانند به بهترین شکل با تغییرات آب و هوایی کنار بیایند. او می‌گوید: «بدترین کاری که می‌توانید انجام دهید این است که این مناظر را که گونه‌ها سعی در جابجایی آن‌ها دارند، تکه تکه کنید.

مورد دیگر افزایش پیچیدگی در یک زیستگاه است، به طوری که گونه ها گزینه هایی برای تنظیم رفتار خود با تغییر آب و هوا داشته باشند. Neate-Clegg می‌گوید: «نه فقط داشتن یک جنگل، بلکه داشتن یک جنگل پیچیده که ممکن است گزینه‌های بیشتری برای بافر فراهم کند». به عنوان مثال، تعداد زیادی از گونه ها و سن درختان مختلف، به معنای انواع گزینه ها برای سایه هستند.

فراتر از این، تشخیص اینکه هیچ مدل جهانی وجود ندارد که بتواند پاسخ هر گونه به تغییرات آب و هوایی را پیش‌بینی کند، به اکولوژیست‌ها یادآوری می‌کند که تلاش‌های موفق حفاظتی اغلب به مطالعه دقیق گونه در زیستگاه محلی آن نیاز دارد.

Neate-Clegg می گوید: "حفاظت همیشه این رویکرد چند جانبه حفاظت از اکوسیستم توسط مناطق حفاظت شده و سپس حفاظت در سطح گونه ها بوده است. و من فکر می کنم هر دو راه می توانند کارساز باشند."

اتخاذ این رویکرد حتی می‌تواند به توضیح اینکه چرا سنجاب‌های قرمز آمریکایی به منطقه‌ای که توسط برفک بیکنل اشغال شده بود حرکت نکردند کمک کند. به نظر می رسد که یک زیستگاه جدید افسانه ای بیشتر در سراشیبی پدیدار شده است. برای چندین دهه، قطع درختان و باران اسیدی درختان صنوبر را که زمانی در آنجا رشد می کردند و منبع اصلی غذای سنجاب ها یعنی مخروط ها را تولید می کردند، از بین برد. امروزه، هر دوی این فشارها بسیار کاهش یافته است و درختان صنوبر دوباره در ارتفاعات پایین تر رشد می کنند.

مورلی می‌گوید در پایان، «آنها فقط همین پستاندار کوچک هستند که سعی می‌کنند با پا و پای برف کار کنند». تغییر آب و هوا ممکن است به نظر انگیزه‌ای برای سنجاب‌ها برای سربالایی باشد، اما بهترین پاسخ برای آنها حرکت در جهت مخالف و دنبال کردن مخروط‌ها است.