A mudança climática está alterando o cérebro e o comportamento dos animais - um neurocientista explica como

As alterações climáticas provocadas pelo homem são cada vez mais moldando os ambientes vivos da Terra.O aumento das temperaturas, as rápidas mudanças nas precipitações e na sazonalidade e a acidificação dos oceanos estão a apresentar ambientes alterados para muitas espécies animais.Como é que os animais se adaptam a estas novas condições, muitas vezes extremas?

Os sistemas nervosos dos animais desempenham um papel central tanto em permitir como em limitar a forma como respondem às mudanças climáticas.Dois dos meus principais interesses de pesquisa como biólogo e neurocientista envolve entender como animais acomodam extremos de temperatura e identificar as forças que moldam o estrutura e função de sistema nervoso animal, especialmente cérebros.A intersecção destes interesses levou-me a explorar os efeitos do clima nos sistemas nervosos e como os animais provavelmente responderão a ambientes em rápida mudança.

Todas as principais funções do sistema nervoso – detecção dos sentidos, processamento mental e direção do comportamento – são críticas.Eles permitem que os animais naveguem em seus ambientes de forma a permitir sua sobrevivência e reprodução.As alterações climáticas irão provavelmente afectar estas funções, muitas vezes para pior.

Mudança de ambientes sensoriais

As mudanças nas temperaturas alteram o equilíbrio energético dos ecossistemas – desde as plantas que produzem energia a partir da luz solar até aos animais que consomem plantas e outros animais – alterando subsequentemente os mundos sensoriais que os animais experimentam.É provável que as alterações climáticas desafiem todos os seus sentidos, desde a visão e o paladar até ao olfato e ao tato.

Animais como os mamíferos percebem a temperatura em parte com proteínas receptoras especiais em seus sistemas nervosos que respondem ao calor e ao frio, discriminando entre temperaturas moderadas e extremas.Essas proteínas receptoras ajudam os animais procure habitats apropriados e pode desempenhar um papel crítico na forma como os animais respondem às mudanças de temperatura.

As alterações climáticas perturbam os sinais ambientais em que os animais recorrem para resolver problemas como a seleção de um habitat, a procura de alimento e a escolha de parceiros.Alguns animais, como mosquitos que transmite parasitas e patógenos, dependem de gradientes de temperatura para se orientarem em seu ambiente.As mudanças de temperatura estão alterando onde e quando os mosquitos procuram hospedeiros, levando a alterações na transmissão de doenças.

Como as mudanças climáticas afetam os sinais químicos que os animais usam para comunicar uns com os outros ou prejudicar concorrentes pode ser especialmente complexo porque os compostos químicos são altamente sensíveis à temperatura.

Fontes de informação anteriormente confiáveis, como mudanças sazonais na luz do dia, podem perder sua utilidade à medida que se tornam desacopladas.Isto poderia causar uma quebra na ligação entre a duração do dia e floração e frutificação de plantas, e interrupções para comportamento animal como hibernação e migração, quando a duração do dia não prevê mais a disponibilidade de recursos.

Mudando cérebros e cognição

O aumento das temperaturas pode perturbar a forma como os cérebros dos animais se desenvolvem e funcionam, com efeitos potencialmente negativos na sua capacidade de adaptação eficaz aos novos ambientes.

Os pesquisadores documentaram como os extremos de temperatura podem alterar neurônios individuais no genético e níveis estruturais, bem como a forma como cérebro é organizado como um todo.

Em ambientes marinhos, os pesquisadores descobriram que mudanças na química da água induzidas pelo clima, como a acidificação dos oceanos, podem afetar o desempenho cognitivo geral e as habilidades sensoriais dos animais, como o rastreamento de odores em peixe de recife e tubarões.

Perturbações de comportamento

Os animais podem responder às adversidades climáticas mudando de local, de mudando os microhabitats eles usam para alterando seu faixas geográficas.

A atividade também pode mudar para diferentes períodos do dia ou para novas temporadas.Estas respostas comportamentais podem ter implicações importantes para os estímulos ambientais aos quais os animais serão expostos.

Por exemplo, os peixes dos mares mais quentes migraram para águas mais frias e profundas, com características dramaticamente diferentes. intensidade de luz e gama de cores do que seus sistemas visuais estão acostumados.Além disso, como nem todas as espécies mudarão os seus comportamentos da mesma forma, as espécies que se deslocarem para um novo habitat, hora do dia ou estação irão enfrentar novos, incluindo plantas alimentícias e presas, competidores e predadores e patógenos.

As mudanças comportamentais impulsionadas pelas alterações climáticas irão reestruturar os ecossistemas em todo o mundo, com resultados complexos e imprevisíveis.

Plasticidade e evolução

Os cérebros dos animais são notavelmente flexíveis, desenvolvidos para corresponder experiência ambiental individual.Eles são até substancialmente capaz de mudar na idade adulta.

Mas estudos comparando espécies visto forte efeitos ambientais sobre a evolução do cérebro.Os sistemas nervosos dos animais evoluem para corresponder aos ambientes sensoriais do espaço de atividade de cada espécie.Estes padrões sugerem que novos regimes climáticos acabarão por moldar os sistemas nervosos, forçando-os a evoluir.

Quando a genética tem fortes efeitos no desenvolvimento do cérebro, os sistemas nervosos que estão perfeitamente adaptados ao ambiente local podem perder a sua vantagem adaptativa com as alterações climáticas.Isto pode abrir caminho para novas soluções adaptativas.À medida que a variedade e o significado dos estímulos sensoriais e dos sinais sazonais mudam, a seleção natural favorecerá aqueles com novas capacidades sensoriais ou cognitivas.

Algumas partes do sistema nervoso são limitadas por adaptações genéticas enquanto outros são mais plásticos e respondem às condições ambientais.Uma maior compreensão de como os sistemas nervosos dos animais se adaptam a ambientes em rápida mudança ajudará a prever como todas as espécies serão afectadas pelas alterações climáticas.