مطالعه‌ای جدید نشان می‌دهد که محیط نور منحصر به فرد در مناطق قطبی زمین شرایطی را ایجاد می‌کند که باعث شکل‌گیری مناطق هیبریدی دایره‌ای در اطراف قطب شمال و جنوب می‌شود.
این شرایط سخت زمان‌بندی تولیدمثل گونه‌های مختلف را همگام می‌کند و آن‌ها را مجبور به تولیدمثل در بازه زمانی کوتاه‌تری می‌سازد که ممکن است در طولانی‌مدت به حفظ تنوع زیستی کمک کند.
تأثیر نور قطبی بر تنوع زیستی
در یک مقاله پژوهشی اخیر، پروفسور کاری سایکونن از دانشگاه تورکو فنلاند و همکارانش نظریه جدیدی درباره تأثیر محیط نور قطبی بر تنوع زیستی در طول میلیون‌ها سال ارائه کردند.
این پژوهش که در مجله One Earth منتشر شده است، نقش چرخه‌های نوری منحصر به فرد در نزدیکی قطب‌ها در شکل‌گیری تنوع زیستی بلندمدت را بررسی می‌کند.
چرخه‌های نوری شدید قطبی
الگوهای نور روزانه در زمین به طور قابل توجهی بر اساس عرض جغرافیایی متفاوت است. در استوا، طول روز و شب تقریباً در تمام طول سال برابر است و تنها تغییرات فصلی جزئی در طول روز رخ می‌دهد.
اما نزدیک به قطب‌ها، فصل‌ها بسیار متفاوت هستند و پدیده‌هایی مانند «خورشید نیمه‌شب»، که در تابستان 24 ساعت روز وجود دارد، و «شب قطبی»، که در زمستان ماه‌ها خورشید طلوع نمی‌کند، در مناطق قطبی شمال و جنوب دیده می‌شود.
سایکونن می‌گوید: «در مرکز نظریه ما، این فرضیه قرار دارد که محیط نوری شدید قطبی باعث ایجاد مناطق هیبریدی در هر دو قطب می‌شود.»
تغییرات فصلی در طول روز
برخلاف دما که می‌تواند به طور غیرقابل پیش‌بینی با تغییرات آب و هوای محلی و جهانی تغییر کند، طول روز یک عامل محیطی پایدار است که با عرض جغرافیایی به طور مداوم تغییر می‌کند.
بسیاری از موجودات، به‌ویژه موجودات فتوسنتزی مانند گیاهان و برخی میکروب‌ها، با استفاده از تغییرات فصلی طول روز به‌عنوان سیگنالی برای زمان‌بندی تولیدمثل سازگار شده‌اند.
از آنجا که بسیاری از موجودات به نور به‌عنوان یک نشانه وابسته هستند، محیط نوری قطبی احتمال این را افزایش می‌دهد که گونه‌های گیاهی نزدیک به هم همزمان گل بدهند.
این شرایط فرصت‌هایی برای هیبریداسیون ایجاد می‌کند، جایی که موجودات با افراد گونه یا واریته‌های متفاوت تولیدمثل می‌کنند.
نور قطبی و هیبریداسیون
سایکونن اشاره می‌کند که با وجود اینکه هیبریداسیون در تقریباً همه گروه‌های موجودات رایج است، نقش آن به‌عنوان یک نیرو برای حفظ تنوع زیستی به طور کامل درک نشده است.
او توضیح می‌دهد: «هیبریداسیون ممکن است شامل بازگشت‌زدایی نیز باشد، جایی که افراد هیبریدی با اعضای گونه اصلی جفت‌گیری می‌کنند. این امکان انتقال ژن‌ها بین گونه‌ها را فراهم می‌کند و ترکیب‌های جدید ژنی سازگار با شرایط محیطی متفاوت ایجاد می‌کند.»
در عرض‌های جغرافیایی پایین‌تر، جایی که تغییرات طول روز بین فصل‌ها کم است، زمان‌بندی تولیدمثل بین جمعیت‌ها یا زیرگونه‌های مختلف کمتر همپوشانی دارد و در نتیجه هیبریداسیون کمتر رایج است.
با این حال، در مناطق قطبی، چرخه‌های نوری منحصر به فرد ممکن است هیبریداسیون بیشتری را ترویج دهند که منجر به ایجاد تنوع زیستی جدید در طول دوره‌های طولانی زمین‌شناسی می‌شود.
تکامل تنوع زیستی
سایکونن می‌گوید: «جابجایی محدوده گونه‌ها در عرض‌های جغرافیایی طی دوره‌های سردتر و گرم‌تر زمین باعث جداسازی و ارتباط مجدد بین گونه‌ها می‌شود. این امر منجر به ترکیب و تفکیک گونه‌ها و در نهایت ایجاد تنوع زیستی جدید در طول زمان‌های طولانی می‌شود.»
میکروب‌ها از زمان پیدایش حیات نقش حیاتی در تکامل تنوع زیستی ایفا کرده‌اند و همچنان تأثیر زیادی در حفظ و ترویج تنوع زیستی جهانی دارند.
سایکونن اضافه می‌کند: «میکروب‌ها فراگیر هستند و شواهد فزاینده‌ای نشان می‌دهد که به دلیل چرخه زندگی کوتاه خود، پتانسیل تطبیقی بالایی دارند. بسیاری از میکروب‌ها حساس به نور هستند و بر سلامت تقریباً همه گیاهان و حیوانات تأثیر می‌گذارند. از آنجا که همه گیاهان و حیوانات میکروبیوتای متنوعی دارند، باید به‌عنوان یک کل در نظر گرفته شوند.»
مناطق قطبی به سرعت در حال گرم شدن هستند
در مطالعه خود، کارشناسان فرضیه می‌کنند که میکروب‌های حساس به نور ممکن است در کمک به گیاهان برای تطبیق با شرایط نوری شدید مناطق قطبی نقش داشته باشند.
تغییرات اقلیمی و از دست رفتن تنوع زیستی از بزرگترین تهدیدات جهانی برای اکوسیستم‌ها امروز هستند. مناطق قطبی به‌ویژه با سرعتی بسیار بیشتر از میانگین جهانی – تا ۲ تا ۴ برابر سریع‌تر – در حال گرم شدن هستند.
سایکونن می‌گوید: «مدل‌های اقلیمی پیش‌بینی می‌کنند که تا پایان این قرن یخ‌های دریاهای قطبی ذوب خواهند شد. در همین دوره، مناطق بدون یخ قطب جنوب از حدود ۲ درصد امروز به تقریباً ۲۵ درصد افزایش خواهد یافت.»
او اضافه می‌کند: «تنها ذوب یخچال‌های غربی قطب جنوب می‌تواند باعث افزایش ۵ متری سطح دریاها شود که در دهه‌ها یا قرن‌های آینده ۱۰ درصد از جمعیت جهان و بسیاری از اکوسیستم‌های ساحلی جهان را تهدید می‌کند.»
از دست رفتن تنوع زیستی ناشی از تغییرات اقلیمی
پژوهشگران معتقدند که رویکرد متمرکز بر گونه‌ها در حفظ تنوع زیستی باید به شامل تنوع ژنتیکی موجودات و اهمیت همزیستی میکروبی در گیاهان و حیوانات گسترش یابد.
سایکونن می‌گوید: «ما پیشنهاد می‌کنیم که تنوع زیستی می‌تواند در طولانی‌مدت پس از اختلالات و انقراض‌های دسته‌جمعی بازیابی شود، اما اکوسیستم‌ها به‌عنوان ترکیبات گونه‌های جدید بازسازی خواهند شد.»
او نتیجه می‌گیرد: «این نیازمند توجه بیشتر به اهمیت اطمینان از تنوع ژنتیکی کافی، تنوع گونه‌ها، و پتانسیل تعامل گونه‌ها برای حمایت از تنوع‌پذیری آینده و کارکردها و خدمات اکوسیستم است. مقابله با از دست رفتن تنوع زیستی ناشی از تغییرات اقلیمی ضروری است.»
