Isang snapshot ng mayamang pagkakaiba-iba ng halaman sa Brazilian Atlantic Forest. Gui Becker, CC BY-SA
Tila sa bawat araw ang mga siyentipiko ay nag-uulat ng higit pang mga kahihinatnan ng pagbabago ng klima sa mga hayop at halaman sa buong mundo. Mga ibon na migrate mamaya sa taon ay hindi makahanap ng sapat na pagkain. Ang mga halaman ay namumulaklak dati napisa ang kanilang mga insect pollinator. May mga prey species mas kaunting tibay upang makatakas sa mga mandaragit. Sa madaling salita, ang mga pagbabago sa klima na nakakaapekto sa isang organismo ay malamang na mag-trigger ng mga ripple effect na maaaring makagambala sa istraktura at paggana ng buong ekosistema.
Ang isang bahagi ng kalusugan ng hayop na higit na sumasalamin sa kapaligiran ay ang microbiome, ang consortium ng mga mikrobyo na kilala ngayon upang tumulong sa panunaw ng pagkain, kinokontrol ang immune system at nagpoprotekta laban sa mga pathogen. Ang mga species ng bacteria na bumubuo sa microbiome ay pangunahing kinukuha mula sa kapaligiran. Kaya, ang mga web ng pagkain at iba pang mga pakikipag-ugnayan ng hayop na nakakaimpluwensya sa bacteria sa kapaligiran ay may potensyal na hubugin ang mga microbiome ng mga hayop.
Ngunit ano ang mangyayari kapag ang pagbabago ng klima ay nakakagambala sa kapaligiran, na nagiging sanhi ng mga pagbabago sa mga microbiome ng mga hayop na pumipigil sa mga mikrobyo sa pagsasagawa ng mga pangunahing tungkulin na kailangan ng mga hayop upang mabuhay at umunlad?
Ako ay isang ecologist sa laboratoryo ng Gui Becker dalubhasa sa tropikal na pananaliksik sa intersection ng umuusbong na sakit na amphibian at pagbabago ng klima. Daan-daang amphibian sa buong pandaigdigang tropiko ang nahaharap sa tumataas na presyon mula sa sakit at pagbabago ng klima. At dumarami ang ebidensya na binabago ng mga stressor sa kapaligiran ang mga microbiome ng mga hayop, na nag-aambag sa mga hamon na kinakaharap nila.
Pagbuo ng ecosystem
Sa isang bagong eksperimento idinisenyo upang malaman kung paano naiimpluwensyahan ang microbiome ng mga tadpoles ng iba pang mga species ng hayop sa kapaligiran, pinag-aralan namin ng aking mga kasamahan ang malusog na komunidad ng mga freshwater bacteria, crustacean at mga insekto mula sa mga wetland habitat sa Brazilian Atlantic Forest. Nakatuon kami sa kanilang mga aktibidad sa pagpapakain - kung paano nila sinasala ang tubig upang makuha ang kanilang pagkain at sinira ang mga patay na materyal ng halaman.
Kilalang-kilala na ang mga aktibidad sa pagpapakain na ito ay mahalaga para sa mga function ng ecosystem tulad ng agnas. Ngunit nalaman namin na ang mga food web na ito ay nagsilbi rin ng isa pang layunin: Pinalakas nila ang paglaki ng "magandang" bacterial species sa kapaligiran, tulad ng mga species na lumalaban sa mga pathogenic microbes.
Bilang resulta, ang mga tadpoles na nagbabahagi ng ecosystem sa mga microorganism at invertebrate na ito ay nagkaroon ng mas malusog na gut microbiome. Nagbigay ito ng malakas na depensa laban sa mga pathogen, kumpara sa mga tadpoles na hindi nagbabahagi ng kanilang tirahan sa magkakaibang network ng mga organismo.
Ang aming pinakabagong gawa ginawa ang pananaliksik na ito ng isang hakbang na mas malayo sa pamamagitan ng pagsubok kung paano maaaring maimpluwensyahan ng isang kaguluhan tulad ng pag-init ng klima ang mga food web na ito na tumutulong na matiyak ang kalusugan ng mga vertebrate microbiome sa ligaw.
Ang pagmamapa ng mga pakikipag-ugnayan ng mga species sa magkakaibang ecosystem ay mahirap sa ilalim ng mga kondisyon ng field, kung saan ang kapaligiran ay hindi mahuhulaan, at ang pagkopya ng mga eksperimento upang kumpirmahin ang mga natuklasan ay mahirap.
Upang matugunan ang problemang ito, gumamit kami ng mga halaman mula sa pamilyang bromeliad upang gumana bilang mga mini-ecosystem upang mapag-aralan namin ng aking mga kasamahan ang mga epekto ng umiinit na klima sa mga pakikipag-ugnayan ng mga species sa mas kontroladong kondisyon ng isang laboratoryo.
Ang masikip na mga dahon ng bromeliad na halaman ay nagbibigay ng isang mini-aquarium para sa mga tadpoles, invertebrates at microorganism. Sasha Greenspan, CC BY-SA
Ang mga bromeliad ay mainam para sa pang-eksperimentong gawain sa mga pakikipag-ugnayan sa komunidad dahil ang mga ito ay natural na microcosms at ang kanilang maliliit na dimensyon ay nagbibigay-daan sa amin na palaguin ang marami sa kanila sa isang maliit na espasyo. Ang aming mga site ng pag-aaral sa tropikal na rainforest ng Brazil ay sumusuporta sa napakataas na densidad ng mga bromeliad mula sa lupa hanggang sa canopy, na kadalasang kahawig ng Dr. Seussian wonderland.
Upang muling likhain ang mga natural na ecosystem para sa aming eksperimento, nagtanim kami ng hardin ng 60 magkakaparehong bromeliad sa labas sa lilim ng isang maliit na tropikal na kagubatan sa São Paulo, Brazil. Pagkatapos ay pinahintulutan namin ang mga bromeliad na maging natural na kolonisado ng mga invertebrates at microorganism sa loob ng tatlong buwan. Ang ilan sa mga halaman ay nalantad sa mga ambient na temperatura, at ang iba ay pinainit hanggang anim na degree sa itaas ng ambient - na may custom na outdoor heating system - upang tumugma sa hinulaang pandaigdigang mga uso sa pagbabago ng klima.
Sa malapit, kinolekta namin ang aming modelong host species para sa eksperimento - mga tadpoles ng treefrog species Ololygon perpusilla na dumarami lamang sa mga mini-aquarium na nilikha ng mga dahon ng bromeliad.
Pagkatapos ay inilipat namin ang mga bromeliad mula sa labas papunta sa lab, nagdagdag ng tadpole sa maliit na pool ng tubig sa gitna ng bawat halaman at inilapat ang parehong sistema ng pag-init upang gayahin ang pag-init. Pagkalipas ng ilang linggo, inimbentaryo namin ang bacterial species sa tadpole intestines pati na rin ang bacteria at invertebrate species na naninirahan sa bromeliads.
Pag-setup ng eksperimento na may 60 bromeliad at isang custom na sistema ng pag-init. Gui Becker, CC BY-SA
Ang mga epekto ng domino ng pagbabago ng klima
Sa pag-aaral na ito, na inilathala sa Nature Climate Change, nalaman namin na ang mga epekto ng pag-init sa mga network ng ekolohikal na komunidad - kabilang ang bacteria sa kapaligiran, bulate, lamok at iba pang aquatic invertebrate - nakompromiso ang tadpole gut flora, na humahantong sa pagbawas ng paglaki, na isang proxy para sa fitness.
Ang kalusugan ng tadpole gut microbiome ay partikular na nauugnay sa mga pagbabago sa komunidad ng aquatic bacteria at invertebrates na naninirahan sa tabi ng tadpoles sa loob ng mga bromeliad. Iyon ay, ang pag-init ay sumuporta sa paglaki at pagpaparami ng ilang mga species ng bacteria at invertebrates at humadlang sa iba, at ang mga pagbabagong ito sa kapaligiran ay nakagambala sa tadpole gut microbiome.
Ang mas mataas na temperatura ay humantong din sa mas mabilis na pagbuo ng filter-feeding mosquito larvae. Iminumungkahi ng aming mga resulta na ang mas mataas na mga rate ng pagpapakain ng filter ay binago din ang komposisyon ng mga species ng bakterya sa kapaligiran sa mga paraan na higit na nakakagambala sa tadpole microbiome.
Sa katunayan, ang paglaki ng tadpole - isang proxy para sa kalusugan ng species - ay mas malakas na nauugnay sa mga pagbabago na dulot ng pag-init sa kanilang mga microbiome sa bituka kaysa sa mga direktang epekto ng pag-init sa paglaki na inaasahan sa mga hayop na may malamig na dugo tulad ng tadpoles o mga epekto ng pag-init sa mga mapagkukunan ng algal na pagkain ng tadpoles.
Ang aming trabaho ay nagpapakita kung paano makakaapekto ang global-scale na pagbabago ng klima kahit sa pinakamaliit na antas ng biological na organisasyon, kabilang ang symbiotic bacteria na naninirahan sa loob ng digestive tract ng isang maliit na species ng palaka.
Ang pagtingin sa mga prosesong ito sa loob ng konteksto ng isang buong ekolohikal na komunidad ay nakakatulong na palawakin ang ating pananaw sa kalusugan ng microbiome sa ilalim ng pandaigdigang pagbabago.
Studies ang pagsisiyasat sa mga epekto ng pag-init sa mga vertebrate microbiome ay karaniwang tumutuon sa mga direktang tugon sa temperatura ng host flora sa halip na ilagay ang mga host sa loob ng kumplikado at magkakaugnay na mga komunidad kung saan sila nakatira sa ligaw.
Suporta ng aming mga natuklasan isang lumalagong pinagkasunduan sa mga siyentipiko na, habang ang pag-init ng klima ay inaasahang magtutulak sa ilang mga hayop na lampas sa kanilang mga thermal threshold, ang isang mas kapansin-pansing kahihinatnan ng pag-init ay maaaring mag-trigger ito ng isang ecological domino effect, na nakakagambala sa mga pakikipag-ugnayan ng mga species na kailangan ng mga ekosistema upang gumana nang maayos.
Tungkol sa Ang May-akda
Sasha Greenspan, Associate sa Pananaliksik, University of Alabama
Ang artikulong ito ay muling nai-publish mula sa Ang pag-uusap sa ilalim ng lisensya ng Creative Commons. Basahin ang ang orihinal na artikulo.
Mga Kaugnay Books
The Uninhabitable Earth: Life After Warming Kindle Edition
ni David Wallace-Wells
Ito ay mas masahol pa, mas masahol pa, kaysa sa iyong iniisip. Kung ang iyong pagkabalisa tungkol sa pag-init ng mundo ay pinangungunahan ng mga takot sa pagtaas ng antas ng dagat, halos hindi mo na nababanat kung anong mga takot ang posible. Sa California, nagngangalit ngayon ang mga wildfire sa buong taon, na sinisira ang libu-libong tahanan. Sa buong US, ang "500-taon" ay bumabagyo sa mga komunidad buwan-buwan, at ang mga baha ay lumilipat sa sampu-sampung milyon taun-taon. Ito ay isang preview lamang ng mga pagbabagong darating. At mabilis silang dumating. Kung walang rebolusyon sa kung paano isinasagawa ng bilyun-bilyong tao ang kanilang buhay, ang mga bahagi ng Earth ay maaaring maging malapit sa hindi matitirahan, at ang iba pang mga bahagi ay kahindik-hindik na hindi mapagpatuloy, sa sandaling matapos ang siglong ito. Available sa Amazon
Ang Katapusan ng Yelo: Pagpapatotoo at Paghahanap ng Kahulugan sa Landas ng Pagkagambala sa Klima
ni Dahr Jamail
Matapos ang halos isang dekada sa ibang bansa bilang isang reporter ng digmaan, ang kinikilalang mamamahayag na si Dahr Jamail ay bumalik sa Amerika upang i-renew ang kanyang hilig sa pamumundok, ngunit nalaman lamang na ang mga dalisdis na dati niyang inakyat ay hindi na mababawi ng pagbabago ng klima. Bilang tugon, nagsimula si Jamail sa isang paglalakbay patungo sa mga heograpikal na front line ng krisis na ito—mula sa Alaska hanggang sa Great Barrier Reef ng Australia, sa pamamagitan ng rainforest ng Amazon—upang matuklasan ang mga kahihinatnan sa kalikasan at sa mga tao ng pagkawala ng yelo. Available sa Amazon
Ang Ating Daigdig, Ang Ating Mga Uri, ang Ating Sarili: Paano Umuunlad Habang Lumilikha ng Isang Sustainable na Mundo
ni Ellen Moyer
Ang aming pinakamahirap na mapagkukunan ay oras. Sa pamamagitan ng determinasyon at pagkilos, maaari tayong magpatupad ng mga solusyon sa halip na maupo sa isang tabi na dumaranas ng mga mapaminsalang epekto. Karapat-dapat tayo, at maaaring magkaroon, ng mas mabuting kalusugan at mas malinis na kapaligiran, isang matatag na klima, malusog na ecosystem, napapanatiling paggamit ng mga mapagkukunan, at mas kaunting pangangailangan para sa pagkontrol sa pinsala. Marami tayong mapapala. Sa pamamagitan ng agham at mga kuwento, ang Our Earth, Our Species, Our Selves ay gumagawa ng kaso para sa pag-asa, optimismo, at praktikal na mga solusyon na maaari nating gawin nang isa-isa at sama-sama upang luntian ang ating teknolohiya, luntian ang ating ekonomiya, palakasin ang ating demokrasya, at lumikha ng pagkakapantay-pantay sa lipunan. Available sa Amazon
Mula sa Ang Publisher:
Ang mga pagbili sa Amazon ay pumunta upang bayaran ang gastos ng pagdadala sa iyo InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, at ClimateImpactNews.com nang walang gastos at walang mga advertiser na sumusubaybay sa iyong mga gawi sa pagba-browse. Kahit na nag-click ka sa isang link ngunit hindi bumili ng mga napiling produkto, anumang bagay na binili mo sa parehong pagbisita sa Amazon nagbabayad sa amin ng isang maliit na komisyon. Walang karagdagang gastos sa iyo, kaya mangyaring tumulong sa pagsisikap. Maaari mo ring gamitin ang link na ito gamitin sa Amazon sa anumang oras upang matulungan kang suportahan ang aming mga pagsisikap.
