كل الحيوانات تحتاج إلى طاقة لتعيش، فهذه الطاقة ذات أهمية للتنفس وتدوير الدم وهضم الطعام والتحرك. وتستخدم الحيوانات الصغيرة الطاقة للنمو، ولاحقاً في الحياة للتكاثر.
وتؤدي زيادة درجة حرارة الجسم إلى زيادة معدل استخدام الحيوان للطاقة، ونظراً لأن الحيوانات «ذوات الدم البارد» تعتمد على الظروف الحرارية لبيئتها لتنظيم درجة حرارة أجسامها، فمن المتوقع أن تحتاج إلى المزيد من الطاقة مع ارتفاع درجة حرارة الكوكب، مما قد يزيد من خطر الانقراض.
الحرارة والطاقة
ومع ذلك، فإن دراسة جديدة لباحثين من جامعة موناش بأستراليا، نشرت في 2 مارس (آذار) 2023 بدورية «نيتشر كلايمت تشانغ»، تشير إلى أن درجة الحرارة، ليست العامل البيئي الوحيد الذي يؤثر على احتياجات الطاقة المستقبلية للحيوانات ذوات الدم البارد، حيث يلعب تفاعلها مع الأنواع الأخرى دوراً مهماً.
وتشير النتائج التي توصلت إليها الدراسة، إلى أن الحيوانات ذوات الدم البارد ستحتاج في عالم أكثر دفئاً إلى طاقة أكثر، مما كان يعتقد سابقاً، وهذا قد يزيد من خطر الانقراض.
وكمية الطاقة التي تستخدمها الحيوانات في فترة زمنية معينة تسمى «معدل التمثيل الغذائي»، الذي يتأثر بمجموعة متنوعة من العوامل، بما في ذلك حجم الجسم ومستويات النشاط. وتتمتع الحيوانات الأكبر حجماً بمعدلات تمثيل أعلى من الحيوانات الصغيرة، والحيوانات النشطة لديها معدلات تمثيل أعلى من الحيوانات غير النشطة.
ويعتمد معدل التمثيل الغذائي أيضاً على درجة حرارة الجسم، وذلك لأن درجة الحرارة تؤثر على معدل تقدم التفاعلات الكيميائية الحيوية المشاركة في استقلاب الطاقة، وبشكل عام، إذا ارتفعت درجة حرارة جسم الحيوان، فإن معدل الأيض الخاص به سوف يتسارع بشكل كبير.
ومعظم الحيوانات التي تعيش اليوم هي من ذوات الدم البارد أو «خارجية الحرارة»، وهي كائنات حية مصادرها الداخلية الفسيولوجية للحرارة صغيرة نسبياً أو أهميتها ضئيلة جداً في السيطرة على درجة حرارة الجسم.
وباستثناء الثدييات (اللبائن) والطيور، تعتبر الحشرات والديدان والأسماك والقشريات والبرمائيات والزواحف، من الحيوانات «ذوات الدم البارد» أو «خارجية الحرارة».
ونظرا لأن تغير المناخ بفعل الإنسان يرفع درجات الحرارة العالمية، فمن المتوقع أيضا أن ترتفع درجات حرارة أجسام الحيوانات ذوات الدم البارد.
وتقول ليزلي ألتون، الباحثة الرئيسية بالدراسة في تقرير نشره موقع «ذا كونفرسيشن»، بالتزامن مع نشر الدراسة، إن «معدل التمثيل الغذائي لبعض الحيوانات (خارجية الحرارة)، ربما يكون قد زاد بالفعل بنسبة تتراوح بين 3.5 في المائة و12 في المائة بسبب ارتفاع درجة حرارة المناخ، الذي حدث بالفعل، لكن هذا التوقع لا يأخذ في الحسبان قدرة الحيوانات على التأقلم من الناحية الفسيولوجية مع درجات الحرارة الأكثر دفئاً».
ويشير التأقلم إلى قدرة الحيوان على إعادة تشكيل فسيولوجيته للتعامل مع التغيير في بيئته، ولكن نادراً ما يؤدي التأقلم إلى إبطال تأثير درجة الحرارة على عمليات التمثيل الغذائي، ولهذا السبب، بحلول نهاية القرن، لا يزال من المتوقع أن يكون للحيوانات (خارجية الحرارة) معدلات استقلابية أعلى بنحو 20 في المائة إلى 30 في المائة مما هي عليه الآن.
والحصول على معدل استقلاب أعلى، يعني أن الحيوانات ستحتاج إلى المزيد من الطعام، وهذا يعني أنها قد تتضور جوعاً إذا لم يتوفر المزيد من الطعام، وهذا يؤثر في قدرتها على العثور على رفقائها للتكاثر.
وكانت المحاولات البحثية السابقة لفهم التكاليف النشطة لارتفاع درجة حرارة المناخ بالنسبة لذوات الدم البارد، محدودة من جانب واحد مهم، حيث استخدم الباحثون في الغالب حيوانات تمت دراستها في بيئات مختبرية بسيطة نسبياً حيث كان التحدي الوحيد الذي واجهوه هو تغيير درجة الحرارة.
تحديات الطبيعة
ومع ذلك، تواجه الحيوانات العديد من التحديات الأخرى في الطبيعة، يتضمن ذلك التفاعل مع الأنواع الأخرى، مثل التنافس على الغذاء والعلاقات بين المفترس والفريسة. ورغم أن الأنواع تتفاعل طوال الوقت في الطبيعة، فإنه نادراً ما تتم دراسة كيف يؤثر ذلك على معدلات التمثيل الغذائي.
وتوضح ليزلي ألتون: «في دراستنا أردنا فحص كيف يمكن لتفاعلات الأنواع أن تغير التنبؤات حول التكاليف النشطة لارتفاع درجة حرارة المناخ للحيوانات ذوات الدم البارد، وللقيام بذلك، لجأنا إلى ذبابة الفاكهة (من جنس ذبابة الفاكهة)».
وتضع أنواع ذباب الفاكهة بيضها في مواد نباتية متعفنة، وتتفاعل اليرقات التي تفقس من هذا البيض وتتنافس على الطعام.
وتضمنت دراستنا تربية أنواع ذباب الفاكهة بمفردها أو معاً في درجات حرارة مختلفة، ووجدنا أنه عندما يتنافس نوعان من يرقات ذبابة الفاكهة على الغذاء في درجات حرارة أكثر دفئاً، كانا أكثر نشاطاً بعد البلوغ، من الذبابات البالغة التي لم تتنافس مع الأنواع الأخرى مثل اليرقات، وهذا يعني أنها استخدمت أيضاً المزيد من الطاقة.
تقول فانيسا كيليرمان، الباحثة المشاركة بالدراسة: «من هذا، استخدمنا النمذجة لاستنتاج أن تفاعلات الأنواع في درجات حرارة عالمية أكثر دفئاً تزيد من احتياجات الطاقة المستقبلية لذباب الفاكهة بنسبة تتراوح بين 3 في المائة و16 في المائة». وتشير هذه النتائج إلى أن الدراسات السابقة قد قللت من تقدير التكلفة النشطة لارتفاع درجة حرارة المناخ بالنسبة للحرارة الخارجية، وهذا يعني أن الأساليب الفسيولوجية البحتة لفهم عواقب تغير المناخ على الحيوانات ذوات الدم البارد من المحتمل ألا تكون كافية.
ويعد فهم احتياجات الحيوانات من الطاقة أمراً مهماً لفهم كيفية بقائها على قيد الحياة وتكاثرها وتطورها في البيئات الصعبة.
وتضيف كيليرمان: «في عالم أكثر دفئاً، ستحتاج الحرارة الخارجية الأكثر سخونة إلى مزيد من الطاقة للبقاء والتكاثر، وإذا لم يكن هناك ما يكفي من الطعام لتلبية احتياجات الجسم من الطاقة، فقد يزداد خطر الانقراض».
