يؤدي تغير المناخ إلى تغيير أدمغة الحيوانات وسلوكها - يشرح عالم الأعصاب كيفية حدوث ذلك

تغير المناخ الذي يحركه الإنسان يتزايد بشكل متزايد تشكيل بيئات الحياة على الأرض.إن ارتفاع درجات الحرارة، والتحولات السريعة في هطول الأمطار والموسمية، وتحمض المحيطات، كلها عوامل تشكل بيئات متغيرة للعديد من الأنواع الحيوانية.كيف تتكيف الحيوانات مع هذه الظروف الجديدة والمتطرفة في كثير من الأحيان؟

تلعب الأجهزة العصبية الحيوانية دورًا مركزيًا في تمكين والحد من كيفية استجابتها للمناخ المتغير.اثنان من اهتماماتي البحثية الرئيسية بصفتي أ عالم الأحياء وعالم الأعصاب تنطوي على فهم كيف تتسع الحيوانات درجات الحرارة القصوى وتحديد القوى التي تشكل هيكل ووظيفة الجهاز العصبي الحيواني, ، وخاصة العقول.قادني تقاطع هذه الاهتمامات إلى استكشاف تأثيرات المناخ على الجهاز العصبي وكيف ستستجيب الحيوانات على الأرجح للبيئات المتغيرة بسرعة.

تعتبر جميع الوظائف الرئيسية للجهاز العصبي – اكتشاف الحواس والمعالجة العقلية وتوجيه السلوك – بالغة الأهمية.فهي تسمح للحيوانات بالتنقل في بيئاتها بطرق تمكنها من البقاء والتكاثر.ومن المرجح أن يؤثر تغير المناخ على هذه الوظائف، وغالباً نحو الأسوأ.

تغيير البيئات الحسية

يؤدي تغير درجات الحرارة إلى تغيير توازن الطاقة في النظم البيئية - من النباتات التي تنتج الطاقة من ضوء الشمس إلى الحيوانات التي تستهلك النباتات والحيوانات الأخرى - وبالتالي تغيير العوالم الحسية التي تعيشها الحيوانات.ومن المرجح أن يتحدى تغير المناخ جميع حواسهم، من البصر والذوق إلى الشم واللمس.

تدرك الحيوانات مثل الثدييات درجة الحرارة جزئيًا بروتينات مستقبلات خاصة في أجهزتهم العصبية التي تستجيب للحرارة والبرودة، وتميز بين درجات الحرارة المعتدلة والشديدة.هذه البروتينات المستقبلة تساعد الحيوانات ابحث عن الموائل المناسبة وقد تلعب دورًا حاسمًا في كيفية استجابة الحيوانات لدرجات الحرارة المتغيرة.

يؤدي تغير المناخ إلى تعطيل الإشارات البيئية التي تعتمد عليها الحيوانات لحل مشكلات مثل اختيار الموطن والعثور على الطعام واختيار الشركاء.بعض الحيوانات مثل البعوض التي تنقل الطفيليات ومسببات الأمراض, ، يعتمدون على التدرجات الحرارية لتوجيه أنفسهم إلى بيئتهم.تغير التغيرات في درجات الحرارة مكان وزمان بحث البعوض عن المضيفين، مما يؤدي إلى تغيرات في انتقال الأمراض.

كيف يؤثر تغير المناخ على الإشارات الكيميائية التي تستخدمها الحيوانات التواصل مع بعضهم البعض أو ضرر المنافسين يمكن أن تكون معقدة بشكل خاص لأن المركبات الكيميائية حساسة للغاية لدرجة الحرارة.

مصادر المعلومات الموثوقة سابقًا مثل التغيرات الموسمية في ضوء النهار يمكن أن تفقد فائدتها عندما تصبح غير منفصلة.قد يتسبب هذا في انهيار الارتباط بين طول اليوم و إزهار النبات والإثمار, ، والانقطاعات سلوك الحيوان مثل السبات والهجرة عندما لم يعد طول اليوم يتنبأ بتوفر الموارد.

تغيير العقول والإدراك

قد يؤدي ارتفاع درجات الحرارة إلى تعطيل كيفية تطور وعمل أدمغة الحيوانات، مع آثار سلبية محتملة على قدرتها على التكيف بفعالية مع بيئاتها الجديدة.

لقد وثق الباحثون كيف يمكن لدرجات الحرارة القصوى أن تغير الخلايا العصبية الفردية في الوراثية و المستويات الهيكلية, ، وكذلك كيفية يتم تنظيم الدماغ ككل.

في البيئات البحرية، وجد الباحثون أن التغيرات الناجمة عن المناخ في كيمياء المياه مثل تحمض المحيطات يمكن أن تؤثر على الأداء الإدراكي العام للحيوانات والقدرات الحسية، مثل تتبع الرائحة في الحيوانات. أسماك الشعاب المرجانية و أسماك القرش.

اضطرابات السلوك

قد تستجيب الحيوانات للشدائد المناخية عن طريق تغيير مواقعها من مكان إلى آخر تغيير الموائل الدقيقة يستخدمونها ل تغيير بهم النطاقات الجغرافية.

يمكن أيضًا أن يتحول النشاط إلى فترات مختلفة من اليوم أو ل مواسم جديدة.يمكن أن يكون لهذه الاستجابات السلوكية آثار كبيرة على المحفزات البيئية التي ستتعرض لها الحيوانات.

على سبيل المثال، انتقلت الأسماك في البحار الدافئة إلى مياه أكثر برودة وأعمق والتي اختلفت بشكل كبير شدة الضوء ومجموعة الألوان مما اعتادت عليه أنظمتهم البصرية.علاوة على ذلك، نظرًا لأن ليس كل الأنواع ستغير سلوكياتها بنفس الطريقة، فإن الأنواع التي تنتقل إلى موطن جديد، في الوقت من اليوم أو الموسم ستتغير مواجهة جديدة, ، بما في ذلك النباتات الغذائية والحيوانات الفرائس والمنافسين والحيوانات المفترسة ومسببات الأمراض.

إن التحولات السلوكية الناجمة عن تغير المناخ ستعمل على إعادة هيكلة النظم البيئية في جميع أنحاء العالم، مع نتائج معقدة ولا يمكن التنبؤ بها.

اللدونة والتطور

أدمغة الحيوانات مرنة بشكل ملحوظ، وتم تطويرها لتتناسب الخبرة البيئية الفردية.إنهم حتى إلى حد كبير قادر على التغيير في مرحلة البلوغ.

لكن الدراسات التي تقارن بين الأنواع قد أثبتت ذلك رأيت قوية التأثيرات البيئية على تطور الدماغ.تتطور الأجهزة العصبية الحيوانية لتتناسب مع البيئات الحسية لمساحة نشاط كل نوع.تشير هذه الأنماط إلى أن الأنظمة المناخية الجديدة ستشكل في نهاية المطاف الأجهزة العصبية من خلال إجبارها على التطور.

عندما يكون للوراثة تأثيرات قوية على نمو الدماغ، فإن الأجهزة العصبية التي تتكيف بشكل جيد مع البيئة المحلية قد تفقد قدرتها على التكيف مع تغير المناخ.وقد يمهد هذا الطريق لحلول تكيفية جديدة.مع تغير نطاق وأهمية المحفزات الحسية والإشارات الموسمية، فإن الانتقاء الطبيعي سوف يفضل أولئك الذين لديهم قدرات حسية أو معرفية جديدة.

بعض أجزاء الجهاز العصبي مقيدة التكيفات الجينية بينما البعض الآخر أكثر مرونة واستجابة للظروف البيئية.إن الفهم الأكبر لكيفية تكيف الجهاز العصبي الحيواني مع البيئات المتغيرة بسرعة سيساعد على التنبؤ بكيفية تأثر جميع الأنواع بتغير المناخ.