تغییرات جوی رنگ حیوانات را روشن خواهد کرد یا تیره؟

به گزارش ساینس‌مگ، موضوعی که در قرن ۱۹ بیان شده بود اکنون در قرن ۲۱ بحث برانگیز شده است. آیا گرم شدن زمین می‌تواند باعث تغییر ظاهر حیوانات شود؟ دانشمندان از اوایل دهه‌ی۱۸۰۰ میلادی "قواعد" متعددی برای توصیف تاثیرات دما بر محیط زیست و تکامل یافته‌اند. یکی از این قواعد آن بود که حیواناتی که دارای برآمدگی های بزرگ‌تر مانند گوش و منقار هستند بهتر می‌توانند در محیط‌هایی با دمای بالا از گرم شدن بیش از اندازه بدن‌شان جلوگیری کنند. قاعده دیگری می‌گفت که حیواناتی که جثه‌ی بزرگ‌تری دارند نزدیک‌تر به قطب‌های زمین زندگی می‌کنند. به طور مثال خرس‌های قطبی قامتی بلندتر از خرس‌های قهوه ای دارند. جثه بزرگ‌تر به حفظ بیشتر گرما کمک می‌کند.

قاعده گلوگر(Gloger’s rule) که براساس نام زیست‌شناس آلمانی کونستانتین گلوگر(Constantin Gloger)انتخاب شده است می‌گوید، حیواناتی که در مناظق گرم زندگی می‌کنند معمولا ظاهری تیره‌تر دارند در حالی که آن دسته که در مکان‌های سردتر زندگی می‌کنند ظاهری روشن‌تر دارند. تصور می‌شد که پوست و مو تیره پستانداران از آن‌ها در مقابل اشعه مضر فرابنفش خورشید که در مناطق استوایی بیشتر است محافظت می‌کند و در پرندگان رنگ دانه‌های خاص ملانین در پرهای تیره رنگشان در محیط آلوده‌ی مناطق گرمسیری از آن‌ها در مقابل هجوم باکتری‌ها محافظت می‌کند.

در ماه ژوئیه، لی تیان(Li Tian ) از دانشگاه علوم زمین‌شناسی و مایکل بنتون(Michael Benton) از دانشگاه بریستول(Bristol) توجه‌شان به این قواعد قدیمی جلب شد. وقتی که دو دیرینه شناس از این قواعد استفاده کردند تا تاثیر تغییرات جوی بر بدن حیوانات را پیش‌بینی کنند. آن‌ها با تکیه بر قاعده گلوگر گقتند که با گرم‌تر شدن زمین بیشتر حیوانات ظاهری تیره به خود می‌گیرند.

اما مجموعه‌ای از مقالات متفاوت با نظریه‌های مختلف در زیست شناسی کنونی از جمله دو مقاله منتشر شده در این ماه نشان می‌دهد که زیست‌شناسان هنوز این موضوع را نامشخص می‌دانند.

کاسپار دلهی(Kaspar Delhey)، یک پرنده شناس که در استرالیا زندگی می‌کند و از راه دور برای موسسه‌ی پرنده شناسی مکس پلانک(Max Planck) در آلمان کار می‌کند می‌گوید: من کمی متعجب شدم زیرا فکر می‌کردم برای اثبات این موضوع نیاز به کار بیشتری است.

دلهی در سال‌های اخیر کمپینی برای از بین بردن قاعده‌ی گلوگر راه انداخته و قصد دارد این قاعده را با موردی دقیق‌تر جایگزین کند. او می‌گوید: این موضوع همیشه گیج‌کننده بوده است. تاحدودی به این دلیل که کتاب منتشر شده گلوگر در سال ۱۸۸۳ اطلاعاتی بسیار متراکم در مورد این موضوع دارد و به طرز وحشتناکی بد نوشته است.

دراوایل این ماه دلهی و سه نفر از همکارانش مقاله‌ای در پاسخ به تیان و بنتون در مجله‌ی "زیست شناسی امروز"(current biology) منتشر کردند. مشکل اصلی این گروه با قاعده گلوگر این است که قاعده گلوگر دما و رطوبت را با یکدیگر تلفیق کرده است. رطوبت باعث گسترش گیاهان و فضای سبز می‌شود و سایه‌هایی برای پنهان شدن از دست شکارچیان فراهم می‌کنند. حیوانات برای استتار درمکان‌های مرطوب ظاهری تیره‌تر پیدا می‌کنند. دلهی می‌گوید: بیشتر مکان‌های گرم مرطوب هستند اما جنگل‌های سرد و خنک مانند تاسمانی نیز تیره‌ترین پرندگان را دارند.

دلهی می‌گوید: اگر مولفه رطوبت را کنترل کنید قاعده گلوگر رد خواهد شد و گرما موجب روشن‌تر شدن حیوانات می‌شود. این موضوع به خصوص برای جانداران خونسرد صادق است. حشرات و خزندگان وابسته به منابع گرما بخش خارجی‌اند و در هوای سرد پوست تیره‌ی آن‌ها به جذب نور خورشید کمک می‌کند در آب و هوای گرم که شرایط بهتر است آن‌ها روشن‌تر می‌شوند. دلهی این موضوع را "فرضیه‌ی ملانیسم حرارتی" می‌نامد.

تیان و بنتون می‌گویند که از توضیحاتی که موضوع را روشن کند استقبال می‌کنند. اما در پاسخ به دلهی مثال‌هایی ذکر کردند که از تئوری تیره شدن حیوانات در گرما حمایت می‌کند. جغدهای جنگلی در فنلاند حنایی رنگ و یا خاکستری هستند و رنگ خاکستری کمرنگ آنها به استتار در برف به آن‌ها کمک می‌کند. از زمان کاهش بارش برف در فنلاند تعداد این جغدهای حنایی از ۱۲ درصد در سال ۱۹۶۰ به ۴۰ درصد در سال ۲۰۱۰ افزایش یافته است.

اما آن‌ها اذعان می‌کنند که پیش‌بینی اثرات جوی بر رنگ حیوانات هنگامی که هر دو مولفه دما و رطوبت دخیل باشد دشوار است. مدل‌های جوی پیش‌بینی می‌کنند که جنگل‌های آمازون گرم‌تر و خشک‌تر خواهد شد و در نتیجه رنگ حیوانات روشن‌تر می‌شود. اما جنگل‌های شمالی سیبری گرم‌تر و مرطوب‌تر می‌شوند و این مورد پیش‌بینی دشوار خواهد بود.

بنتون می‌گوید: برخلاف فیزیک و شیمی در زیست‌شناسی قواعد مشخص ثابتی وجود ندارد. این موضوع شبیه به قانون جاذبه زمین در فیزیک نیست. حتی زمانی که قواعد به طور کلی درست پیش می‌روند پیش‌بینی رفتار هرگونه‌ی خاص دشوار است.

لورن باکلی(Lauren Buckley) زیست شناس در دانشگاه سیاتل واشنگتون رنگ بال پروانه‌ها در مناطق مرتفع را بررسی کرده است. پروانه‌ها در نور خورشید غرق‌ هستند اما در حقیقت تنها بخش کوچکی در قسمت زیرین بال آنها نور خورشید را جذب می‌کند. او می‌گوید: اگر این موضوع را ندانید رنگ بخش رویی بال را تماما مورد بررسی قرار می‌دهید در حالی که این قسمت بی اهمیت است. به طور خلاصه باید گفت ما باید به نحوه‌ی تعامل موجودات و محیط به طور کامل نگاه کنیم.

تغییر رنگ حیوانات به سیستم تنظیم دمای حیوانات بستگی دارد. موجودات خونسرد درحال روشن‌تر شدن هستند و پستانداران تنوع بیشتری از خود نشان می‌دهند. برای بهبود این پیش‌بینی‌ها باکلی(Buckley) پیشنهاد می‌کند تا از نمونه‌های موجود در موزه استفاده شود تا بازه زمانی بیشتری مورد بررسی قرار گیرد. اگرچه رنگ آنها در طول زمان از بین می‌رود. تیان نیز قصد دارد آزمایشی با سوسک‌ها و نرم‌تنان انجام دهد و با قرار دادن آنها در مخازن گرم آنها را وادار به تغییر رنگ کند.

متاسفانه با افزایش دمای زمین دانشمندان داده‌های بیشتری درمورد این موضوع به‌دست خواهند آورد و اگر این هشدار هولناک جهانی به واقعیت بپیوندد و وقتی گونه‌ها و زیستگاه‌ها از بین بروند قواعد اثبات شده زیست محیطی بی‌معنی خواهند بود. دلهی می‌گوید: اگرچه علم بسیار خیره کننده است اما این موضوع باعث ناراحتی است.