บาคาร่า สัตว์ต่าง ๆ กำลังหาวิธีที่น่าแปลกใจในการปรับตัวให้เข้ากับอุณหภูมิที่สูงขึ้น

นี่คือวิธีที่สัตว์จะรักษาความเย็น (หรือไม่) ไว้บนดาวเคราะห์ที่ร้อนกว่า บาคาร่า โดย MARIA PAULA RUBIANO A. | เผยแพร่ 23 พ.ย. 2020 6:00 น.

สิ่งแวดล้อม

ฝูงควายนอนอยู่ใต้ต้นไม้กลางทุ่งหญ้าสะวันนาในแอฟริกา

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแอริโซนาพบว่า 1 ใน 3 ของสัตว์โลกอาจสูญพันธุ์ได้ภายใน 50 ปี เนื่องจากอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศที่เพิ่มสูงขึ้น Alex Strachan จาก Pixabay

แบ่งปัน    

ณ จุดนี้ วิทยาศาสตร์ชัดเจนว่าไม่ช้าก็เร็ว เราจะต้องบอกลาสัตว์และพันธุ์พืชมากมายทั่วโลก จากรายงานขององค์การสหประชาชาติประจำปี 2019 ระบุว่า ปัจจุบันมีสัตว์กว่าล้านสายพันธุ์เสี่ยงต่อการสูญพันธุ์ ในการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสารNature ในปี นี้ นักวิจัยพบว่าระบบนิเวศในมหาสมุทรเขตร้อนอาจเริ่มยุบตัวภายในปี 2030 และระบบนิเวศในป่าและภูเขาภายในปี 2050 รายงานอื่นๆพบว่า หากเราให้ความร้อนแก่โลกในอัตราปัจจุบัน สูงถึง ครึ่งหนึ่งของสัตว์ทั้งหมดจะสูญเสียที่อยู่อาศัยมากกว่าร้อยละ 50 ภายในปี 2100 ตามที่ประธานของ IPBES เซอร์โรเบิร์ต วัตสัน กล่าวไว้ข้างหน้า “ภาพลางร้าย”

และถึงกระนั้นบางชนิดก็คงทน ตั้งแต่นกอพยพตั้งแต่เนิ่นๆเต่าทะเล กำลัง ปรับเส้นทาง และCaribusที่คลอดลูกก่อนกำหนดในฤดูใบไม้ผลิ สัตว์ต่าง ๆ ได้เปลี่ยนพฤติกรรมเพื่อปรับตัวแล้ว แต่พวกเขาจะอยู่รอดได้อย่างไรในอุณหภูมิโลกที่เพิ่มสูงขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งถ้าเราไม่ทำอะไรเลย จะทำลายสถิติทุกปีที่ผ่านไป

Marta Muñoz นักพันธุศาสตร์วิวัฒนาการ

จากมหาวิทยาลัยเยล บอกว่า คำตอบคือปริศนาวิวัฒนาการที่ยังไม่เสร็จสมบูรณ์ ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับวิธีที่สัตว์ใช้กลยุทธ์ต่างๆ ในการรักษาร่างกายของพวกมันให้อยู่ในอุณหภูมิที่กำหนด ซึ่งเรียกว่า ‘อุณหภูมิความร้อน’ เป็นเรื่องที่น่าแปลกใจมาก “คุณคิดว่าแนวคิดนี้ย้อนกลับไปในยุค 1700 ใช่ไหม? แต่ไม่เลย” Muñoz กล่าว “มันถูกทำให้เป็นทางการในปี 1944 ดังนั้นเพื่อให้เข้ากับบริบท เราค้นพบโครงสร้างของ DNA น้อยกว่าหนึ่งทศวรรษหลังจากที่เราพบว่าการควบคุมความร้อนเป็นสิ่งหนึ่ง”

มีสองวิธีที่สัตว์มีวิวัฒนาการเพื่อควบคุมอุณหภูมิ พวกเขาใช้พลังงานเพื่อรักษาอุณหภูมิให้คงที่ซึ่งเป็นเส้นทางที่สัตว์เลือดอุ่นเลือกไว้หรืออาจชะลอหรือเร่งการเผาผลาญอย่างมีกลยุทธ์เพื่อให้สอดคล้องกับอุณหภูมิภายนอกกลวิธีของสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ สัตว์เลื้อยคลาน แมลง และส่วนใหญ่ สิ่งมีชีวิตใต้น้ำจ้าง (ด้วยเหตุนี้ เมื่อสภาพอากาศหนาวเย็นผิดปกติในไมอามี คุณเห็นอีกัวน่าตกลงมาจากต้นไม้—เมแทบอลิซึมของพวกมันจะช้าลงจนถึงจุดที่กล้ามเนื้อของพวกมันหยุดทำงาน)

แต่ไม่ว่าสัตว์จะเลือกทางใด ความร้อนย่อมแบกรับภาระที่ใหญ่กว่าเสมอ Muñoz กล่าว ในการวิจัยของเธอ เธอได้แสดงให้เห็นว่าความสามารถของกิ้งก่าในการต้านทานอุณหภูมิที่เย็นกว่านั้นได้พัฒนาเร็วกว่าความสามารถในการทนต่อสภาพอากาศที่ร้อนถึงสิบเท่า สิ่งนี้สามารถอธิบายได้ด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่ออุณหภูมิเย็นเกินไป สัตว์อาจปรับตัวเข้ากับสภาวะบางอย่างหรือพวกมันตายโดยพยายาม “ไม่มีทางหนีจากความหนาวเย็น คุณไม่สามารถซ่อนหรือวิ่งหนีจากมันได้” เธอกล่าว ในทางตรงกันข้าม จิ้งจกสามารถพบป่าที่มีร่มเงาซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกว่าบริเวณที่แสงแดดส่องถึงโดยตรง กว่าพันปีที่สัตว์สามารถปรับตัวให้เข้ากับอุณหภูมิที่ร้อนขึ้นโดยการเคลื่อนที่ไปรอบๆ ได้ชะลอวิวัฒนาการของลักษณะทางกายภาพเพื่อรับมือกับความร้อนจัด

พบพฤติกรรมคล้ายคลึงกันในผีเสื้อ แอนดรูว์ เบลเดน นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ผู้ศึกษาว่าแมลงเหล่านี้สามารถปรับให้เข้ากับความร้อนได้โดยการหาพื้นที่ที่เย็นกว่าในป่าหรือใช้กลอุบายอย่างเช่น ขยับปีกในมุมหนึ่งเพื่อให้แสงอาทิตย์สะท้อน อุณหภูมิส่งผลกระทบต่อประชากรผีเสื้อในสหราชอาณาจักร เมื่อเร็ว ๆ นี้ทีมงานของเขาได้จับและวัดอุณหภูมิร่างกายของผีเสื้อกว่า 4,000 ตัวจาก 16 สายพันธุ์ พวกเขาลงทะเบียนอย่างระมัดระวังหากดูเหมือนว่าจะควบคุมอุณหภูมิโดยการใช้ปากน้ำที่เย็นกว่าหรือโดยการขยับปีกไปในทิศทางที่ต่างกัน พวกเขาตีพิมพ์ผลการวิจัยของพวกเขาในเดือนกันยายนปีนี้ในวารสารนิเวศวิทยาสัตว์

“สิ่งที่เราพบคือสายพันธุ์ที่พึ่งพาการใช้ปากน้ำมากกว่ามักจะเป็นสายพันธุ์ที่ลดลงมากที่สุดในช่วง 40 ปีที่ผ่านมา” เขากล่าว สายพันธุ์ที่มีประชากรเพิ่มขึ้นในช่วงเวลาเดียวกันเป็นสายพันธุ์ที่มีพฤติกรรมเฉพาะเพื่อปรับให้เข้ากับอุณหภูมิที่สูงขึ้น ซึ่งหมายความว่าในระยะยาว การปรับแต่งง่ายๆ ในพฤติกรรมของบุคคลบางคนสามารถเปลี่ยนแปลงชะตากรรมของเผ่าพันธุ์ได้

แต่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศไม่เพียง

เกี่ยวกับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเท่านั้น นอกจากนี้ยังรับประกันการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันซึ่งจะทำให้สิ่งมีชีวิตตกใจ Diana Madeira นักชีววิทยาทางทะเลกล่าวว่าการเอาชีวิตรอดจากเหตุการณ์ผิดปกติเหล่านี้ที่อาจเกิดขึ้นบ่อยครั้งเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทวีความรุนแรงขึ้นในที่สุด ในห้องทดลองของเธอที่ Universidade de Aveiro ในโปรตุเกส เธอพยายามทำความเข้าใจว่าปลาชนิดต่างๆ ที่มีอุปกรณ์ครบครันสามารถอยู่รอดได้ในสภาพที่น่าตกใจเหล่านี้อย่างไร

เธอพบว่าหนึ่งในสายพันธุ์ที่สำคัญที่สุดสำหรับการประมงในยุโรปคือปลาทรายหัวทอง สามารถอยู่รอดได้นานถึง 28 วันในน่านน้ำที่อบอุ่นถึง 86 องศาฟาเรนไฮต์ (30 องศาเซลเซียส) ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่คาดการณ์ว่าทะเลยุโรปจะมีในช่วง คลื่นความร้อนในปี 2100 หากวิกฤตสภาพภูมิอากาศยังไม่หยุดหรือหยุดนิ่ง หลังจากนั้น เนื้อเยื่อของพวกมันจะเริ่มเสียหายในลักษณะที่ไม่สามารถแก้ไขได้ ซึ่งนำไปสู่ความตาย

แล้วถ้าคลื่นความร้อนกระทบกระเทือนในขณะที่ปลาทรายยังเป็นตัวอ่อนหรือปลาเล็กที่ไม่มีประสบการณ์ล่ะ? เมื่อเร็ว ๆ นี้เธอพบว่าตัวอ่อนของทรายแดงทะเลมีความเสี่ยงอย่างยิ่งต่อความร้อนจัด พวกมันไม่สามารถเคลื่อนไหวได้มากนักเพื่อหนีจากน้ำอุ่น แต่ปลาตัวเล็ก ๆ ก็สามารถเอาชีวิตรอดได้ดีมาก ปลาที่โตแล้วอาจทำงานได้ไม่ดีเพราะพวกมันใช้พลังงานมากในการสืบพันธุ์ Madeira อธิบาย ผลลัพธ์เหล่านี้จะแตกต่างกันไปในแต่ละสายพันธุ์ คนอื่นอาจเลือกที่จะอยู่รอดในระยะสั้น แต่ต้องทนทุกข์ในระดับชั่วอายุคน “พวกเขาทำการแลกเปลี่ยน เช่น ‘โอเค ฉันสามารถอยู่รอดได้ แต่ฉันจะไม่ขยายพันธุ์ให้มาก หรือไม่ก็เติบโตไม่มากนัก’”

สำหรับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนก การรักษาความเย็นไม่ได้หมายความถึงการป้องกันร่างกายไม่ให้ล้มเหลว แต่เป็นการใช้พลังงานเพื่อควบคุมอุณหภูมิภายในของพวกมัน Trevor Fristoe นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Konstanz ประเทศเยอรมนีอธิบาย ต่างจากกิ้งก่าหรือปลา สัตว์เลือดอุ่นจะไม่กระจัดกระจายอย่างรวดเร็วในความร้อนจัด เพื่อให้ใจเย็น พวกเขาได้พัฒนากลยุทธ์ต่างๆ เช่น การหอบ การอึ (ใช่ การอึ)หรือแม้แต่การควบคุมอากาศรอบตัวพวกเขาด้วยหูขนาดใหญ่ พวกเราสองสามคน ไพรเมตและม้า วิวัฒนาการให้น้ำระเหยผ่านผิวหนัง (เหงื่อออก) เพื่อให้เย็น เพื่อขจัดความชื้น ร่างกายของเราจะใช้พลังงานซึ่งจะทำให้ภายในของเราร้อนขึ้น เป็นวัฏจักรที่หากคงอยู่นานเกินไปจะจบลงด้วยอาการลมแดด งานวิจัยพบว่าอุณหภูมิร่างกายสูงสุดที่สัตว์เลือดอุ่นสามารถบรรลุและอยู่รอดได้อยู่ในช่วงระหว่าง 105 ถึง 118 องศาฟาเรนไฮต์

เพื่อทำความเข้าใจว่าสัตว์ปรับตัวให้เข้ากับความร้อนสูงได้อย่างไร ในปี 2015 Fristoe ได้เป็นผู้นำการศึกษาที่มองว่านก 211 ตัวและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม 178 สายพันธุ์มีวิวัฒนาการอย่างไร จากมุมมองเชิงวิวัฒนาการ Fristoe อธิบายว่าการเอาตัวรอดจากความร้อนในฐานะสัตว์เลือดอุ่นนั้นเกี่ยวกับการบรรลุความสมดุลที่ละเอียดอ่อนระหว่างขนาดร่างกาย รูปร่าง (สัตว์กะทัดรัดสามารถอยู่รอดในอากาศหนาวจัดได้ดีกว่า) จังหวะที่สัตว์เผาผลาญพลังงาน (เมตาบอลิซึม) และร่างกายของมันถูกเปิดเผยต่อองค์ประกอบอย่างไร (ขนนก ขนสัตว์ และกลไกการแยกที่คล้ายกันปกป้องสัตว์ในระดับหนึ่งจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศ) เขาพบว่าขนาดไม่ได้มีบทบาทสำคัญในการปรับตัวให้เข้ากับอุณหภูมิ เนื่องจากมีสัตว์ขนาดมหึมาและตัวจิ๋วอยู่ทุกหนทุกแห่งในโลก สำหรับนก อัตราการเผาผลาญมีบทบาทอย่างมากสำหรับนก ในขณะที่กลไกการแยกตัว เช่น ขนตามร่างกายหรือไขมันสำรองมีบทบาทสำคัญต่อสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม บาคาร่า / เต็นท์หลังคารถ