پاییز در ایالت اوهایو هنوز هم غروب‌های زودتر و روزهای کوتاه‌تری دارد، اما زمستان‌های امروزی دیگر سرمای چند دهه پیش را ندارند. این ناهماهنگی رو‌به‌رشد میان کاهش طول روز و گرم‌تر شدن هوا می‌تواند برای جانورانی مانند قورباغه‌ها خطرناک باشد. زیرا آن‌ها زمان انجام بسیاری از فرایندهای حیاتی خود را نه با دما، بلکه با نور تنظیم می‌کنند.
تحقیقی تازه از دانشگاه Case Western Reserve
بر اساس پژوهشی جدید از دانشگاه «کیس وسترن رزرو»، قورباغه‌های درختی خاکستری تنها بر اساس طول روز خود را برای زمستان آماده می‌کنند، نه بر اساس کاهش دما.
در جهانی که به‌سرعت در حال گرم‌تر شدن است، این یعنی آن‌ها ممکن است انرژی گران‌بهای خود را صرف آماده شدن برای زمستانی کنند که دیگر نیازی به آن ندارند، و این انرژی را هرگز باز نخواهند یافت.
قورباغه‌هایی که توان تحمل یخ‌زدگی کامل را دارند
قورباغه‌های درختی خاکستری از شگفت‌انگیزترین موجودات طبیعت‌اند. آن‌ها هنگام نزدیک شدن زمستان، گلیکوژن را در کبد ذخیره کرده و سپس آن را به گلیسرول تبدیل می‌کنند. این ترکیب همانند ضدیخ عمل کرده و سلول‌های بدن قورباغه را هنگام یخ زدن محافظت می‌کند. در بهار، با گرم شدن هوا، قورباغه‌ها دوباره ذوب می‌شوند و زندگی عادی‌شان را از سر می‌گیرند.
مطالعه‌ی جدید نشان می‌دهد که محرک این دگرگونی خارق‌العاده، هوای سرد نیست؛ بلکه کوتاه شدن روزها است.
ساعت زیستی که به گرمایش جهانی بی‌اعتناست
از آن‌جا که طول روز با تغییرات اقلیمی تغییر نمی‌کند، ساعت زیستی این قورباغه‌ها همچنان آن‌ها را وارد حالت زمستانی می‌کند، حتی اگر دما همچنان معتدل باقی بماند.
مایکل بنارد، استاد زیست‌شناسی و نویسنده ارشد این مطالعه می‌گوید:
«این بدان معناست که آن‌ها ممکن است منابع انرژی ارزشمند خود را صرف آماده شدن برای زمستانی کنند که در واقع نیازی به آن ندارند.»
او اضافه می‌کند: «گونه‌هایی که راهبرد زمستان‌گذرانی‌شان با طول روز تنظیم می‌شود، ممکن است خیلی زود آماده زمستان شوند و در نتیجه، در برابر تغییرات اقلیمی واکنش مناسبی نداشته باشند.»
وقتی نور خورشید ساعت بدن را تنظیم می‌کند
برای شناسایی دقیق این محرک، پژوهشگران میزان نور روز را برای گروه‌های مختلف از قورباغه‌های جوان و دگردیسی‌یافته تغییر دادند، در حالی‌که دما ثابت نگه داشته شد.
- گروه اول در معرض نور روز افزایشی (شبیه ماه‌های آوریل تا ژوئن) قرار گرفت.
- گروه دوم نور روز کاهشی (مانند آگوست تا نوامبر) را تجربه کرد.
- گروه سوم در شرایط نوری نسبتاً ثابت (تابستان، جولای تا سپتامبر) باقی ماند.
نتایج حیرت‌انگیز بود: قورباغه‌هایی که در معرض نور مشابه پاییز بودند، تا ۱۴ برابر بیشتر از سایر گروه‌ها گلیکوژن ذخیره کردند.
از آن‌جا که گلیکوژن در کبد ذخیره می‌شود، کبد آن‌ها سه تا چهار برابر بزرگ‌تر از سایرین شد. این فرآیند هزینه سنگینی داشت: رشد این قورباغه‌ها به‌طور چشمگیری کاهش یافت و در نهایت کوچک‌تر از دیگران شدند.
قورباغه‌هایی که با هشدار اشتباه منجمد می‌شوند
این تغییر تخصیص انرژی – از رشد به سمت ذخیره‌سازی ضدیخ – زمانی منطقی است که سرمای شدید حتمی باشد. اما اگر زمستان‌ها به گرمی ادامه دهند، این قورباغه‌ها ممکن است در دام بوم‌شناختی گرفتار شوند: تصمیم درست برای محیط نادرست.
تروی نپچون، نویسنده اصلی پژوهش، می‌گوید:
«رشدشان به‌طور قابل‌توجهی کاهش یافته است؛ کمتر غذا می‌خورند، و غذایی که می‌خورند بیشتر صرف ذخیره گلیکوژن در کبد می‌شود تا رشد عضله یا استخوان.»
تیم تحقیق تأکید می‌کند که جمعیت قورباغه‌های درختی خاکستری در حال حاضر پایدار است. اما برای گونه‌هایی با زیستگاه‌های محدود یا منابع انرژی اندک، این ناهماهنگی می‌تواند فاجعه‌بار باشد. چنین شرایطی ممکن است چرخه‌های تولیدمثل، زمان مهاجرت و حتی بقا را بر هم زند، و تأثیراتی زنجیره‌ای بر کل اکوسیستم‌ها بگذارد.
از برکه تا آزمایشگاه
این پروژه ترکیبی از تحقیقات میدانی و آزمایشگاهی بود که با همکاری «اتحاد زیست‌علوم» میان دانشگاه کیس وسترن رزرو، باغ‌وحش کلیولند متروپارک و مؤسسه گیاه‌شناسی هولدن انجام شد.
در ایستگاه تحقیقاتی زیست‌شناسی دانشگاه، پژوهشگران از پوشش‌های مسدودکننده نور روی استخرهای روباز استفاده کردند تا طول روز را بدون تغییر دما تنظیم کنند. پس از تبدیل بچه‌قورباغه‌ها به قورباغه‌های کامل، آن‌ها را به محیط‌های داخلی با نور کاملاً کنترل‌شده منتقل کردند.
در باغ‌وحش کلیولند نیز متخصصان از روش‌های کلینیکی برای اندازه‌گیری دقیق گلیکوژن کبد استفاده کردند تا تصویری شفاف از وضعیت انرژی داخلی قورباغه‌ها به‌دست آورند.
دیانا کوئستر، از اعضای تیم پژوهش، می‌گوید:
«این همکاری بی‌نظیر نمونه‌ای عالی از به‌کارگیری منابع مشترک ما برای حل چالش‌های حیاتی حفاظت از گونه‌هاست.»
ساعت آسمان تغییر نمی‌کند
طول روز یکی از قابل‌اعتمادترین سیگنال‌های زمین است؛ ثابت و بی‌تأثیر از نوسانات اقلیمی. بسیاری از موجودات، از پرندگان تا حشرات، از آن برای زمان‌بندی مهاجرت، جفت‌گیری یا خواب زمستانی استفاده می‌کنند.
اما وقتی شرایط واقعی محیط (مانند سرمای زمستانی) از این الگو جدا می‌شود، همه‌چیز به‌هم می‌ریزد. گرمایش جهانی این پیوند را شکسته است؛ تقویم طبیعی ثابت مانده، اما زمستان‌ها کوتاه‌تر و گرم‌تر شده‌اند.
هشداری برای فراتر از قورباغه‌ها
پیام این پژوهش فقط درباره یک گونه خاص نیست. هر جانوری که با نور روز خود را برای زمستان آماده می‌کند، در خطر مشابهی قرار دارد:
- پرندگانی که خیلی زود پرریزی می‌کنند،
- حشراتی که بی‌دلیل وارد خواب زمستانی می‌شوند،
- و پستاندارانی که برای سرمایی که دیگر نمی‌آید، چربی ذخیره می‌کنند.
در هر حالت، انرژی گران‌بهایی هدر می‌رود، و در سال‌های سخت، همین اشتباه می‌تواند تفاوت میان بقا و مرگ باشد.
درس‌هایی برای مدیران محیط‌زیست
پیامدهای این تحقیق برای برنامه‌ریزان محیط‌زیست روشن است: کافی نیست فقط دما را پایش کنیم. باید درک کنیم چگونه ناسازگاری میان نشانه‌ها و محیط گونه‌ها را تهدید می‌کند، و در صورت امکان، آن را کاهش دهیم.
برای مثال، می‌توان زیستگاه‌های غنی از غذا در اواخر تابستان و پاییز را حفظ کرد تا اثر هزینه‌های انرژی جبران شود، یا زیستگاه‌های کوچکی را نگه داشت که هنوز سرمای لازم برای تنظیم چرخه حیات گونه‌ها را فراهم می‌کنند.
آینده زمان قورباغه‌ها
روش تیم تحقیق – ترکیب آزمایش‌های نوری کنترل‌شده با اندازه‌گیری‌های دقیق متابولیک – راهی تازه برای بررسی گونه‌ها و مراحل دیگر زندگی باز می‌کند.
این رویکرد حتی می‌تواند به پایش عملی منجر شود: اگر کبدها بزرگ‌تر شوند و رشد متوقف گردد، شاید نشانه‌ای از شکل‌گیری دام‌های نوری اقلیمی در چشم‌انداز طبیعی باشد.
ساعت آسمان هرگز تغییر نمی‌کند. اما اقلیم ما تغییر کرده است. این پژوهش نشان می‌دهد وقتی این دو از هماهنگی خارج شوند چه اتفاقی می‌افتد، و چقدر باید برای کمک به حیات‌وحش در تنظیم مجدد زمان تلاش کنیم.
این مطالعه در مجله Journal of Animal Ecology منتشر شده است.
جمع‌بندی
مطالعه جدید نشان می‌دهد قورباغه‌های درختی خاکستری با کوتاه شدن روز، نه کاهش دما، وارد حالت زمستانی می‌شوند؛ الگویی که با گرمایش جهانی به چالشی جدی برای بقا تبدیل شده است.
📣 اگر به موضوعات مرتبط با تغییرات اقلیمی و رفتار جانوران علاقه‌مندید، مقاله «چگونه گرمایش زمین چرخه حیات پرندگان را تغییر می‌دهد» را نیز بخوانید یا دیدگاه خود را در بخش نظرات با ما در میان بگذارید.
نظری دارید؟
دیدگاه یا واکنش خود را با ما به اشتراک بگذارید؛ مشتاق شنیدن نظرات ارزشمند شما هستیم.
-
0
-
0
-
0
-
0
-
0
-
0
