في أنظمتنا البيئية، تتبع جميع الكائنات الحية عملية تسمى الانتقاء الطبيعي. هذه العملية هي التي تحدد الجينات الأكثر فائدة لبقاء الكائنات الحية وتسبب تحسينات في تكيفها. هذه هي إحدى الآليات الرئيسية للتطور، التي اقترحها تشارلز داروين في القرن التاسع عشر، والذي وصف كيف أن تلك الكائنات التي منحتها خصائصها إمكانية أكبر للبقاء، تميل إلى التكاثر بشكل أكبر، وبالتالي، ستديم السمات المفيدة المذكورة.
ومع ذلك، فإن تغير المناخ، وآثاره المدمرة المتزايدة في جميع أنحاء العالم، يطرح متغيرات جديدة تؤثر على هذه العملية التطورية. تؤثر الظروف البيئية المتغيرة، مثل درجات الحرارة وأنماط هطول الأمطار، على قدرة الأنواع على البقاء والتكاثر. ونتيجة لذلك، نلاحظ ظاهرة فيها يمكن أن يؤثر تغير المناخ أيضًا على الانتقاء الطبيعيتغيير المسارات التطورية للكائنات الحية في عملية لا تنطوي على علم الوراثة فحسب، بل تشمل أيضًا التفاعل مع البيئة.
ما هو الانتقاء الطبيعي؟
لفهم كيفية تأثير تغير المناخ على عملية الانتقاء الطبيعي بشكل كامل، من المهم أن نتذكر ما هو الانتقاء الطبيعي. الانتقاء الطبيعي هو العملية التي يتكيف بها النوع مع بيئته على مدى أجيال. تؤدي هذه العملية إلى تغير تطوري عندما يكون الأفراد الذين يتمتعون بخصائص أكثر فائدة (سواء من حيث البقاء أو التكاثر) أكثر نجاحًا من غيرهم، وبالتالي ينقلون هذه الخصائص إلى ذريتهم. وبهذه الطريقة، تبقى الجينات التي تسمح بتكيف أفضل وتنتشر بين السكان.
يعتمد مفهوم الانتقاء الطبيعي على فكرة وجود تقلبية الوراثة بين الأنواع. وهذا التنوع هو ما يسمح لبعض الأفراد بالازدهار أكثر من غيرهم في ظروف معينة. لقد تم إثبات هذه الظاهرة في العديد من الدراسات الوراثية مع مرور الوقت، مع أمثلة نموذجية مثل عثة بيستون بيتولاريا التي تطورت بعد الثورة الصناعية نحو لون أغمق لتمويه نفسها بشكل أفضل في الأشجار المغطاة بالسخام.
إن عملية التغيير والتكيف هذه ليست تلقائية ولا سريعة، ولكن ما شهدناه في السنوات الأخيرة هو أنه مع تغير المناخ المدفوع بالنشاط البشري، فإن أوقات ومعدلات التكيف تتغير أيضا.
الانتقاء الطبيعي وتغير المناخ
دراسة نشرت في المجلة علوم يجادل بأن التغيرات العالمية في عملية الانتقاء الطبيعي هذه تسترشد بشكل أكبر بالطبيعة هطول الأمطار من بسبب درجات الحرارة. وتوضح الدراسة أنه من خلال تعديل نظام هطول الأمطار العالمي، يمكن لتغير المناخ أن يؤثر على العملية التطورية للأنواع.
رغم أن العواقب البيئية لتغير المناخ ومع أنه يجري توثيقها بشكل متزايد، فإن التأثيرات على العملية التطورية التي توجه التكيف لا تزال غير معروفة إلى حد كبير. ومن خلال تحليل قاعدة بيانات واسعة تغطي العديد من الدراسات حول مجموعات مختلفة من الحيوانات والنباتات والكائنات الحية الأخرى، درس الباحثون كيفية تأثير التغيرات المناخية على الانتقاء الطبيعي.
ويشير آدم سيبيلسكي، الباحث في جامعة أركنساس، إلى أن أحد الجوانب التي تم تحديدها بالفعل هو التغير في أنماط الجفاف وهطول الأمطار. ومن خلال تغيير مستويات هطول الأمطار، يمكن أن تشهد المناطق الجافة حالات جفاف أكثر شدة، في حين يمكن أن تصبح المناطق الرطبة التي تتلقى بالفعل أمطارا غزيرة أكثر تطرفا. ستؤثر هذه التغييرات بدورها على التفاعلات الغذائية وتوافر الموارد.
على سبيل المثال، يمكن أن يؤثر التغير في أنماط هطول الأمطار على مصدر الغذاء لمختلف الكائنات الحية، مما يجبر بعض الأنواع على التكيف بسرعة أو مواجهة الانقراض. تكشف هذه التغيرات في أنماط الطقس أن الانتقاء الطبيعي يتشكل بفعل الواقع المناخي الجديد للكوكب.
قلة هطول الأمطار وزيادة موجات الجفاف
يعد نظام هطول الأمطار أحد أهم المتغيرات التي يمكن أن تؤثر على الانتقاء الطبيعي. ال انخفاض في هطول الأمطار وأصبحت حالات الجفاف المتزايدة شائعة بشكل متزايد، وخاصة في المناطق القاحلة أو شبه القاحلة تقليديا. ومع تزايد حالات الجفاف من حيث الوقت والتكرار، تشهد بعض المناطق تحولا إلى مناخات أكثر جفافا وحتى صحراوية.
التأثير على الأنواع كبير، حيث أن انخفاض توافر المياه يؤثر بشكل مباشر على الأنواع قاعدة السلسلة الغذائيةمثل النباتات والحشرات. وهذا بدوره يؤثر على الحيوانات العاشبة والحيوانات المفترسة التي تعتمد عليها. على سبيل المثال، في بعض المناطق، قد تواجه الأنواع التي تعتمد على نباتات محددة في غذائها صعوبات عندما يتناقص الغطاء النباتي نتيجة للإجهاد المائي.
وعلى العكس من ذلك، قد تشهد بعض المناطق زيادة في هطول الأمطار، مما يؤثر أيضًا على الكائنات الحية التي لا تتكيف مع بيئة أكثر رطوبة. وفي كلتا الحالتين، يعمل المناخ كعامل خارجي يفرض ظروفًا جديدة يجب على الكائنات الحية مواجهتها. إن طبيعة الانتقاء الطبيعي تعني أن الأنواع القادرة على التكيف مع هذه الظروف الجديدة لن تبقى على قيد الحياة فحسب، بل ستزدهر، في حين ستواجه الأنواع الأخرى انخفاضًا في أعدادها وحتى الانقراض.
التغييرات في النظم البيئية
تشهد النظم البيئية في العالم تحولات كبيرة بسبب تغير المناخ. ستحدد مدى سرعة حدوث هذه التغييرات ما إذا كان لدى الأنواع المتضررة الوقت الكافي للتكيف أو ما إذا كانت ستتخلف عن الركب. في العديد من الأنظمة أ تغيير في نمط هطول الأمطار يؤثر بشكل مباشر على ديناميات بقاء الكائنات الحية. على سبيل المثال، تعتمد الأنواع العاشبة على توافر نباتات معينة، وقد يعني انقطاع دورات هطول الأمطار خسارة كبيرة لمصدر غذائها.
علاوة على ذلك، مع تغير النظم البيئية، تتغير أيضًا التفاعلات الغذائية. قد تتأثر أيضًا الحيوانات المفترسة التي تعتمد على الأنواع العاشبة، مما يؤدي إلى سلسلة من التأثيرات المتتالية داخل المجتمع. يلاحظ العلماء أن بعض الأنواع قد تشهد انخفاضًا في نطاق توزيعها مع استعمار أنواع جديدة أخرى لأراضيها، مما يخلق ديناميكيات جديدة للمنافسة.
ومن الأهمية بمكان أن نفهم العلاقة بين تغير المناخ وتطور الأنواع من أجل توقع التغيرات التي قد تحدث في النظم البيئية. وقد كشفت الدراسات الحديثة، مثل العمل مع الأسماك في الموائل المائية، أن الكائنات الحية في هذه البيئات معرضة بشكل خاص لتغير المناخ لأنها تعتمد بشكل مباشر للغاية على درجة الحرارة ونوعية المياه.
التكيف السريع والانتقاء الطبيعي المتسارع
إن تغير المناخ لا يعني فقط تغييرات بطيئة وتدريجية يمكن للأنواع أن تتأقلم معها شيئًا فشيئًا، ولكن في بعض الحالات، تتطلب سرعة الاحتباس الحراري التكيفات السريعة. أظهرت دراسة أجرتها جامعة دارتموث (الولايات المتحدة الأمريكية) أن بعض أنواع الزواحف الاستوائية، مثل السحالي البنية، بدأت في التكيف بسرعة أكبر بكثير مما كان متوقعا مع ارتفاع درجات الحرارة. يرجع هذا التطور المتسارع إلى الانتقاء الطبيعي الذي يحدث في الوقت الفعلي، حيث لا يبقى ويتكاثر إلا الأفراد الذين تكيفوا بشكل أفضل مع الظروف الجديدة.
وفي هذه الحالة، لوحظ أن السحالي التي يمكنها الركض بشكل أسرع في درجات حرارة أعلى كان لديها معدل بقاء أعلى، حيث كانت قادرة على الحفاظ على نشاطها في الظروف البيئية القاسية، مما سمح لها بالتغذية بشكل أكبر وتجنب الحيوانات المفترسة. يسلط هذا المثال الضوء على كيف يمكن لبعض الأنواع أن تتطور بسرعة كاستجابة مباشرة للتغيرات البيئية، وهو الأمر الذي لم يكن يعتقد أنه ممكن حتى وقت قريب. يوفر هذا النوع من الأبحاث الأمل، ولكنه يسلط الضوء أيضًا على مدى التعقيد وعدم اليقين الذي يمكن أن يكون عليه التنبؤ باستجابات الأنواع لتغير المناخ.
استنتاجات بشأن تأثير تغير المناخ على الانتقاء الطبيعي
يعمل تغير المناخ على تغيير عملية الانتقاء الطبيعي بشكل عميق، وفي كثير من الحالات، بطرق غير متوقعة. سواء كان ذلك بسبب التغيرات في أنماط هطول الأمطار، أو فترات الجفاف الطويلة، أو ارتفاع درجات الحرارة العالمية، تضطر الأنواع في جميع أنحاء العالم إلى التكيف مع الحقائق الجديدة. وفي حين يبدو أن بعض الأنواع لديها القدرة على الاستجابة بسرعة وفعالية، فإن العديد من الأنواع الأخرى قد لا تكون قادرة على القيام بذلك، مما يشكل تحديا كبيرا للتنوع البيولوجي العالمي.
يمكن أن تعتمد قدرة الأنواع على التكيف على العديد من العوامل، بما في ذلك تنوعها الجيني، ومكانتها البيئية، والموارد المتاحة في بيئتها المتغيرة. ولكن هناك شيء واحد واضح: تغير المناخ لا يغير المناخ فحسب، بل إنه يغير أيضا آليات التطور والانتقاء الطبيعي التي عملت لملايين السنين.
وبالتالي، فإن فهم الروابط بين تغير المناخ والانتقاء الطبيعي والتطور أمر بالغ الأهمية للقدرة على توقع كيف يمكن أن تتغير النظم البيئية في العقود المقبلة، وأي الأنواع ستكون ناجحة في عالم المناخ المستقبلي. وفي الوقت نفسه، يستمر البحث العلمي في التقدم للكشف عن الآليات المعقدة التي تستجيب بها الطبيعة، أو تتكيف، أو في بعض الحالات، تهلك في مواجهة التحديات البيئية الجديدة.
هناك غزال يدخل شرج آخر ، على وجه التحديد في الصورة الأولى