Czy zmiana klimatu sprawi że zwierzęta będą ciemniejsze lub jaśniejsze?

Twierdzenie z XIX wieku wywołało debatę w XXI wieku na temat tego, jak ocieplający się klimat może przekształcić zwierzęta. Na początku XIX wieku biolodzy zidentyfikowali wiele „zasad” opisujących ekologiczne i ewolucyjne skutki temperatury. Jedna zasada głosiła, że ​​zwierzęta mają większe wyrostki (uszy, dzioby) w gorącym klimacie, aby pomóc w rozpraszaniu ciepła ciała. Inny powiedział, że w każdej grupie zwierząt, największe zazwyczaj przebywają bliżej biegunów – pomyślcie o niedźwiedziach polarnych górujących nad niedźwiedziami brunatnymi w połowie szerokości geograficznej, ponieważ większe ciała pomagają zatrzymać ciepło.

Reguła Glogera, nazwana na cześć niemieckiego biologa Constantina Glogera, głosiła, że ​​zwierzęta w cieplejszych regionach mają zwykle ciemniejszy wygląd zewnętrzny, podczas gdy te w chłodniejszych regionach są jaśniejsze. Uważa się, że wśród ssaków ciemniejsza skóra i włosy chronią przed szkodliwym promieniowaniem ultrafioletowym, które występuje częściej na skąpanych w słońcu obszarach równikowych. Wśród ptaków specyficzne pigmenty melaniny w ciemniejszych piórach wydają się być odporne na infestację (zarażenie, przeniesienie biologicznego czynnika zaraźliwego od nosiciela (człowieka lub zwierzęcia) na wrażliwą osobę lub zwierzę) bakteryjną, co jest zaletą w szalkach Petriego w tropikach.

W lipcu Li Tian z China University of Geosciences i Michael Benton z Uniwersytetu w Bristolu ożywili zainteresowanie tymi w dużej mierze zapomnianymi zasadami, kiedy dwaj paleontolodzy wykorzystali je do przewidzenia, w jaki sposób zmiany klimatyczne mogą przekształcić ciała zwierząt. Między innymi polegali na regule Glogera, która zaproponowała, że ​​wraz z ociepleniem się Ziemi większość zwierząt ciemnieje. Wystarczająco proste.

Jednak seria artykułów w kółko publikowanych w Current Biology, w tym dwa w grudniu, pokazała, że ​​inni biolodzy uważają tę sprawę za daleką od rozstrzygnięcia. „Byłem trochę zaskoczony” – mówi Kaspar Delhey, ornitolog, który mieszka w Australii i pracuje zdalnie dla Instytutu Ornitologii im. Maxa Plancka w Niemczech. „Pomyślałem: ‘Jest więcej pracy do zrobienia’”.

Delhey prowadził w ciągu ostatnich kilku lat kampanię mającą na celu zniszczenie rządów Glogera i zastąpienie ich czymś dokładniejszym. „Od zawsze był otoczony zamętem”, mówi, częściowo dlatego, że książka z 1833 roku, w której Gloger przedstawił swoje dane, „była bardzo gęsta i okropnie napisana”.

Wcześniej Delhey i trzej współpracownicy opublikowali odpowiedź dla Tiana i Bentona w Current Biology. Ich główną zaletą jest to, że reguła Glogera łączy temperaturę i wilgotność. Wilgotność prowadzi do bujnego życia roślin, które oferują cienie do ukrycia się przed drapieżnikami. Dlatego zwierzęta są ciemniejsze w wilgotnych miejscach, aby się zamaskować. Wiele ciepłych miejsc jest parnych, ale w chłodnych, wilgotnych lasach, takich jak na Tasmanii, żyją najciemniejsze ptaki, mówi Delhey.

Delhey twierdzi, że jeśli kontrolujesz wilgotność, reguła Glogera zostaje całkowicie zmieniona – ocieplenie prowadzi do jaśnienia zwierząt. Mówi, że jest to szczególnie prawdziwe w przypadku zmiennocieplnych stworzeń. Owady i gady polegają na zewnętrznych źródłach ciepła, a w zimnych miejscach ich ciemna strona zewnętrzna pomaga wchłonąć światło słoneczne. W cieplejszym klimacie ograniczenie to jest rozluźnione i stają się jaśniejsze. Delhey nazywa to “hipotezą melanizmu termicznego”.

Tian i Benton mówią, że z zadowoleniem przyjmują wyjaśnienia. Mimo to, w odpowiedzi dla grupy Delhey, przytaczają przypadki, w których ich przewidywania dotyczące ciemniejszych zwierząt w cieplejszym klimacie są prawdziwe. Puszczyk w Finlandii jest rudawy lub bladoszary, a szarość zapewnia kamuflaż przed śniegiem. Jednak wraz ze spadkiem pokrywy śnieżnej w Finlandii, sowy rdzawe wzrosły z około 12% populacji na początku lat 60. do 40% w 2010 roku.

Przyznają jednak, że prognozy efektów kolorystycznych zależnych od klimatu stają się szczególnie trudne, gdy zmieniają się zarówno temperatura, jak i wilgotność. Modele klimatyczne przewidują, że Amazonka stanie się cieplejsza i bardziej sucha, co według wszystkich stron rozjaśni kolor zwierząt. Ale borealne lasy Syberii mogą stać się cieplejsze i bardziej wilgotne, w którym to przypadku prognozy temperatury i wilgotności są sprzeczne. W przeciwieństwie do fizyki czy chemii, twierdzi Benton, prawa biologiczne „nie są absolutne. To nie jest jak grawitacja ”.

Nawet jeśli utrzymają się ogólne trendy, nadal trudno jest przewidzieć, jak zmienią się poszczególne gatunki. Lauren Buckley, biolog z University of Washington w Seattle, badała kolor motyli w regionach położonych na dużych wysokościach. Motyle chłoną ciepło, wygrzewając się w słońcu, ale tylko jedna mała plama na spodniej stronie skrzydeł faktycznie pochłania ciepło. „Gdybyś tego nie wiedział”, podkreśla, „mógłbyś określić ilościowo wszelkiego rodzaju egzotyczne zabarwienia na szczycie skrzydła i nie miałoby to żadnego znaczenia”. Podsumowując: „Musimy pomyśleć o pełnym obrazie interakcji organizmów ze swoim środowiskiem”.

Zmiany w zabarwieniu będą również prawdopodobnie zależały od systemu regulacji temperatury zwierzęcia – z zmiennocieplnymi stworzeniami rosnącymi na ogół jaśniej, a ptakami i ssakami wykazującymi szerszy zakres wyników. Aby poprawić przewidywania, Buckley sugeruje wykorzystanie okazów muzealnych do poszerzenia ram czasowych, chociaż ich kolory mogą z czasem blaknąć. Ze swojej strony Tian planuje przeprowadzić eksperymenty z ogrzanymi zbiornikami chrząszczy i mięczaków, aktywnie próbując wywołać zmiany koloru.

Niestety, naukowcy mogą wkrótce mieć więcej danych na ten temat, niż są w stanie obsłużyć, ponieważ temperatura planety rośnie. A jeśli globalne ostrzeżenie stanie się naprawdę tragiczne, nawet najbardziej sprawdzone w czasie zasady ekogeograficzne mogą okazać się bez znaczenia, gdy znikną siedliska i gatunki. Jakkolwiek intrygująca jest nauka, Delhey przyznaje: „To naprawdę zasmuca”.

Źródło: Sam Kean

Predicting biotic responses to future climate warming with classic ecogeographic rules

Why climate change should generally lead to lighter coloured animals

Zdjęcie: LIBOR ŠEJNA

Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x