תמונת מצב של מגוון הצמחים העשיר ביער האטלנטי הברזילאי. גוי בקר, CC BY-SA
נראה כי בכל יום מדענים מדווחים על השלכות קשות יותר של שינויי האקלים על בעלי חיים וצמחים ברחבי העולם. ציפורים שכן נודד מאוחר יותר בשנה לא יכול למצוא מספיק אוכל. צמחים הם פורח לפני מאבקי החרקים שלהם בוקעים. למיני טרף יש פחות סיבולת לברוח מטורפים. בקיצור, שינויים אקלימיים המשפיעים על אורגניזם אחד עשויים לגרום לתופעות אדוות העלולות להפריע למבנה ולתפקוד של מערכות אקולוגיות שלמות.
מרכיב אחד בבריאות בעלי החיים שמשקף במידה רבה את הסביבה שמסביב הוא ה- מיקרוביום, קונסורציום החיידקים הידוע כיום כמסייע בעיכול המזון, מווסת את מערכת החיסון ומגן מפני פתוגנים. מיני החיידקים המרכיבים את המיקרוביום מגויסים בעיקר מהסביבה. לפיכך, קורי מזון ואינטראקציות אחרות עם בעלי חיים המשפיעים על חיידקים סביבתיים עשויים לעצב את המיקרוביום של בעלי החיים.
אך מה קורה כאשר שינויי אקלים מפריעים לסביבה וגורמים לשינויים במיקרוביומים של בעלי חיים המונעים מהחיידקים לבצע את תפקידי המפתח הדרושים לבעלי חיים כדי לשרוד ולשגשג?
אני אקולוג במעבדה של גוי בקר המתמחה במחקר טרופי בצומת מחלות דו-חיים מתפתחות ושינויי אקלים. מאות דו-חיים ברחבי הטרופיים העולמיים מתמודדים עם לחצים גוברים ממחלות ושינויי אקלים. וישנן עדויות הולכות וגוברות כי גורמי לחץ סביבתיים משנים את המיקרוביום של בעלי החיים, ותורמים לאתגרים העומדים בפניהם.
בניית מערכת אקולוגית
ב הניסוי האחרון שתוכננו להבין כיצד המיקרוביום של ראשנים הושפע ממיני בעלי חיים אחרים בסביבה, חקרנו עמיתי ואני קהילות בריאות של חיידקי מים מתוקים, סרטנים וחרקים מבתי גידול ביצות ביער האטלנטי הברזילאי. התמקדנו בפעילות האכלה שלהם - כיצד הם סיננו מים כדי להשיג את המזון שלהם ושברו חומר צמחי מת.
זה ידוע היטב כי פעילויות האכלה אלה חיוניות לתפקודים של מערכות אקולוגיות כגון פירוק. אך מצאנו כי קורי המזון הללו משרתים גם מטרה אחרת: הם הגבירו את צמיחתם של מיני חיידקים "טובים" בסביבה, כגון מינים הנלחמים בחיידקים פתוגניים.
כתוצאה מכך, ראשנים שחולקו את המערכת האקולוגית עם מיקרואורגניזמים וחסרי חוליות אלה היו בעלי מיקרוביומים מעיים בריאים יותר. זה סיפק הגנה חזקה מפני פתוגנים בהשוואה לראשנים שלא חולקים את בית הגידול שלהם עם רשתות מגוונות של אורגניזמים.
העבודה האחרונה שלנו לקח מחקר זה צעד קדימה על ידי בדיקה כיצד הפרעה כמו התחממות האקלים יכולה להשפיע על קורי המזון הללו המסייעים להבטיח את בריאותם של מיקרוביומים חוליות בטבע.
מיפוי יחסי גומלין בין מינים במערכות אקולוגיות מגוונות קשה בתנאי שטח, כאשר הסביבה אינה ניתנת לחיזוי, ושכפול ניסויים לאישור ממצאים הוא מאתגר.
כדי לטפל בבעיה זו, השתמשנו בצמחים ממשפחת הברומליאדים כדי לתפקד כמיני-אקולוגיות כך שעמיתיי ואני נוכל ללמוד את ההשפעות של אקלים מתחמם על יחסי גומלין בין מינים בתנאים מבוקרים יותר של מעבדה.
עלים מסולסלים היטב של צמחי ברומליאדה מספקים מיני אקווריום לראשנים, חסרי חוליות ומיקרואורגניזמים. סשה גרינשפן, CC BY-SA
Bromeliads הם אידיאליים לעבודה ניסיונית על אינטראקציות בקהילה מכיוון שהם מיקרוקוסמוסים טבעיים ומימדיהם הקטנים מאפשרים לנו לגדל רבים מהם במרחב קטן. אתרי המחקר שלנו ביערות הגשם הטרופיים בברזיל תומכים בצפיפות גבוהה במיוחד של ברומליות מאדמה לחופה, ולעתים קרובות דומות לארץ הפלאות של דר.
כדי לשחזר מערכות אקולוגיות טבעיות לניסוי שלנו, שתלנו גן של 60 ברומליות זהות בחוץ בצל יער טרופי קטן בסאו פאולו, ברזיל. לאחר מכן אפשרנו לברומליות להתיישב באופן טבעי על ידי חסרי חוליות ומיקרואורגניזמים למשך שלושה חודשים. חלק מהצמחים נחשפו לטמפרטורות הסביבה, ואחרים התחממו עד שש מעלות מעל הסביבה - עם מערכת חימום חיצונית מותאמת אישית - כדי להתאים למגמות השינוי האקלימיות החזויות בעולם.
בסמוך, אספנו את המין המארח המודל שלנו לניסוי - ראשנים ממין הצפרדע פרוליוס אולוליגון שמתרבים רק במיני אקווריומים שנוצרו על ידי עלי ברומליה.
לאחר מכן העברנו את הברומליות מבחוץ למעבדה, הוספנו ראש ראש לבריכת המים הזעירה שבמרכז כל צמח והפעלנו את אותה מערכת חימום כדי לדמות התחממות. לאחר מספר שבועות, המצאנו את מיני החיידקים במעיים הראשיים וכן את החיידקים ומינים חסרי חוליות החיים בברומלידות.
הגדרת הניסוי עם 60 ברומליות ומערכת חימום בהתאמה אישית. גוי בקר, CC BY-SA
השפעות הדומינו של שינויי האקלים
במחקר זה, שפורסם ב- Nature Climate Change, מצאנו כי השפעות התחממות על רשתות קהילתיות אקולוגיות - כולל חיידקים סביבתיים, תולעים, זחלי יתושים וחסרי חוליות מימיים אחרים - פגעו בצומח המעיים של ראש העין, מה שמוביל לצמיחה מופחתת, המהווה מקור כוח לכושר.
בריאותם של מיקרוביומים במעי ראש הראשי נקשרה באופן ספציפי לשינויים בקהילת חיידקי המים וחסרי חוליות שחיים לצד ראשנים בתוך הברומליות. כלומר, התחממות תמכה בצמיחה ורבייה של מינים מסוימים של חיידקים וחסרי חוליות ועכבה אחרים, ושינויים סביבתיים אלה הפריעו למיקרוביום המעיים בראש.
הטמפרטורות הגבוהות הביאו גם להתפתחות מהירה יותר של זחלי יתושים המסננים אותם. התוצאות שלנו מצביעות על כך ששיעורים גבוהים יותר של הזנת פילטר שינו גם את הרכב המינים של החיידקים בסביבה בדרכים שהפריעו עוד יותר למיקרוביום ראש.
למעשה, גידול הראשן - מקור כוח לבריאות המין - היה קשור חזק יותר לתזוזה המושרה על ידי התחממות במיקרוביום המעיים שלהם מאשר להשפעות ישירות של התחממות על צמיחה הצפויות בבעלי דם קר כמו ראשנים או השפעות התחממות על משאבי המזון של האצות.
העבודה שלנו מדגימה כיצד שינויי אקלים בקנה מידה עולמי יכולים להשפיע אפילו על הרמות הקטנות ביותר של ארגון ביולוגי, כולל החיידקים הסימביוטיים החיים במערכת העיכול של זן צפרדע זעיר.
התבוננות בתהליכים אלה בהקשר של קהילה אקולוגית שלמה עוזרת להרחיב את נקודת המבט שלנו על בריאות המיקרוביום בשינויים גלובליים.
מחקרים החוקרים חוקרים השפעות התחממות על מיקרוביומים של חוליות בדרך כלל מתמקדים בתגובות טמפרטורה ישירות של הצומח המארח ולא במקום המארחים בתוך הקהילות המורכבות ושזורות זו בזו בהן הם חיים בטבע.
הממצאים שלנו תומכים הסכמה הולכת וגוברת בקרב מדענים שלמרות שחימום האקלים צפוי לדחוף כמה בעלי חיים מעבר לסף התרמי שלהם, תוצאה הרבה יותר רחבה של ההתחממות היא שהיא עשויה לעורר אפקט דומינו אקולוגי, ולשבש את יחסי הגומלין בין המינים שמערכות אקולוגיות צריכות לתפקד כראוי.
על המחבר
סשה גרינשפן, עמיתת מחקר, אוניברסיטת אלבמה
מאמר זה פורסם מחדש מתוך שיחה תחת רישיון Creative Commons. קרא את ה מאמר מקורי.
ספרים קשורים
כדור הארץ הבלתי מיושב: החיים לאחר ההתחממות מהדורת קינדל
מאת דייוויד וואלאס-וולס
זה גרוע, הרבה יותר גרוע, ממה שאתה חושב. אם החרדה שלך מההתחממות הגלובלית נשלטת על ידי הפחדים מעלייה בגובה פני הים, אתה בקושי מגרד את פני השטח של אילו אימים אפשריים. בקליפורניה מדורות זעם כעת כל השנה, ומשמידות אלפי בתים. ברחבי ארה"ב, "500-שנה" מסתערת על קהילות פומל חודש אחר חודש, ושיטפונות מוציאים עשרות מיליונים בשנה. זוהי רק תצוגה מקדימה של השינויים הבאים. והם באים מהר. ללא מהפכה בה מיליארדי בני האדם מנהלים את חייהם, חלקים מכדור הארץ עלולים להתקרב לבלתי מיושבים, וחלקים אחרים בלתי ניתנים לביצוע באכזריות, ברגע סוף המאה הנוכחית. זמין באמזון
סוף הקרח: עדות ומציאת משמעות בנתיב של שיבוש אקלימי
מאת דאהר ג'מאיל
אחרי כמעט עשור מעבר לים ככתב מלחמה, העיתונאי המהולל דהר ג'מיל חזר לאמריקה כדי לחדש את תשוקתו לטפס הרים, רק כדי לגלות שהמדרונות עליהם טיפס בעבר השתנו באופן בלתי הפיך בגלל שיבוש אקלימי. בתגובה, ג'מייל יוצא למסע אל קווי החזית הגיאוגרפיים של משבר זה - מאלסקה ועד שונית המחסום הגדולה של אוסטרליה, דרך יער הגשם באמזונס - במטרה לגלות את ההשלכות על הטבע ועל בני האדם של אובדן הקרח. זמין באמזון
כדור הארץ שלנו, המינים שלנו, עצמנו: איך לשגשג תוך כדי יצירת עולם בר-קיימא
מאת אלן מור
המשאב הכי נדיר שלנו הוא זמן. בנחישות ובפעולה אנו יכולים ליישם פתרונות במקום לשבת על הקווים הסובלים מהשפעות מזיקות. מגיע לנו, ויכול להיות, בריאות טובה יותר וסביבה נקייה יותר, אקלים יציב, מערכות אקולוגיות בריאות, שימוש בר-קיימא במשאבים ופחות צורך בבקרת נזקים. יש לנו כל כך הרבה מה להרוויח. באמצעות מדע וסיפורים, האדמה שלנו, המינים שלנו, האני שלנו הופכת את המקרה לתקווה, אופטימיות ופתרונות מעשיים שנוכל לקחת באופן פרטני וקולקטיבי לירוק הטכנולוגיה שלנו, לירוק כלכלתנו, לחיזוק הדמוקרטיה שלנו וליצור שוויון חברתי. זמין באמזון
מאת המו"ל:
רכישות באמזון ללכת לפרוע את העלות של הבאת לך InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, ו ClimateImpactNews.com ללא עלות וללא מפרסם לעקוב אחר הרגלי הגלישה שלך. גם אם תלחץ על קישור אך אינך קונה את המוצרים הנבחרים האלה, כל דבר אחר שאתה קונה באותו ביקור באמזון משלם לנו עמלה קטנה. אין עלות נוספת עבורך, אז אנא תרום למאמץ. אתה יכול גם להשתמש בקישור זה להשתמש באמזון בכל עת כדי שתוכלו לתמוך במאמצים שלנו.
