למגוון העצום של ציפורים מדרום אפריקה יש תגובות שונות בכל הנוגע לחום עולה.
על ידי מארק טרבור פרימן ואנדרו מקצ'ני / השיחה |
מאמר זה הוצג במקור ב השיחה.
במהלך קיץ 2022 בחצי הכדור הצפוני, עוד סבב של גלי חום קיצוניים קָלוּי אירואסיה, צפון אמריקה וצפון אפריקה - תזכורת בולטת לכך שהתנאים הללו הופכים לנורמה החדשה.
לאירועים אלו יכולה להיות השפעה הרסנית על חיות הבר. לדוגמה, דיווחים על מקרי מוות בקנה מידה גדול של ציפורים הפכו קבועים בשנים האחרונות, כפי שראינו ב פטגוניה, ארגנטינה ו סְפָרַד.
אירועים אלו מדגישים את הצורך להבין את היכולת של ציפורים (ובעלי חיים אחרים) לסבול חום קיצוני. מידע זה יהיה חיוני לניבוי היכן ומתי עלולים להתרחש אירועי תמותה עתידיים. זה גם יכול להגיד לנו איזה מין יושפע הכי הרבה.
באופן מסקרן, כאשר ערכנו א לימוד כדי למדוד כמה חום יכולים לעמוד 53 מיני ציפורים בדרום אפריקה, מצאנו שמינים משתנים מאוד באופן שבו הם מתמודדים עם חום.
באופן משמעותי ביותר, עד כמה טמפרטורת הגוף של ציפור יכולה להתחמם - מה שאנו מכנים "טמפרטורת גוף מקסימלית נסבלת" - שונה בדרכים בלתי צפויות בין מיני ציפורים מאזורי אקלים שונים. זה מצביע על כך שציפורים מאקלים שונים יתמודדו בצורה שונה עם חום קיצוני.
זהו ממצא חשוב. קודם מחקר הניחו שתגובת טמפרטורת הגוף לטמפרטורות אוויר קיצוניות עבור ציפורים הייתה דומה בין המינים. תחזיות לגבי מידת הפגיעות של ציפורים לשינויי אקלים עוצבו תוך מחשבה על חשיבה זו.
המחקר שלנו מראה שהמציאות מורכבת יותר. ייתכן שלציפורים התפתחו בהתאם למקום חייהם, לשינויים בתכונות כמו טמפרטורת הגוף והיכולת שלהן להתמודד עם חום.
ההנחה שכולם מטפלים בחום באותה צורה עלולה לגרום לתחזיות שאינן משקפות עד כמה הן באמת פגיעות להתחממות כדור הארץ. כדי לשפר את הדיוק של תחזיות כאלה, יש לשלב את גבולות טמפרטורת הגוף של מינים ספציפיים.
ויסות טמפרטורת הגוף בחום
שֶׁלָנוּ לימוד בדק 53 מיני ציפורים מאזורי חוף צחיחים חמים, הרריים קרירים או לחים חמים של דרום אפריקה.
שיערנו שציפורים מאזורי אקלים שונים נבדלו בתגובות טמפרטורת הגוף לטמפרטורות אוויר קיצוניות. בדקנו השערה זו על ידי מדידת טמפרטורת הגוף של הציפורים, קצב חילוף החומרים ואיבוד מים באידוי בטמפרטורת אוויר עולה. (איבוד מים מתרחש בעיקר כאשר ציפור מתנשפת, ומאפשרת לה להתקרר.)
התעניינו במיוחד בטמפרטורת הגוף המקסימלית של הציפורים. מדדנו זאת ממש לפני שציפורים הראו תסמינים כמו אובדן קואורדינציה ועלייה בלתי מבוקרת בטמפרטורת הגוף. שני התסמינים הללו קשורים להופעת היפרתרמיה חמורה, או התחממות יתר.
מצאנו שציפורי מדבר התמודדו בנוחות עם טמפרטורות אוויר העולה על 50 מעלות צלזיוס, ללא עלייה דרמטית בטמפרטורת הגוף שלהן. הם שמרו על טמפרטורת הגוף מתחת ל-44.5 מעלות צלזיוס בערך.
לעומת זאת, ציפורים מאזורים חמים ולחים יותר סבלו את טמפרטורות האוויר בשנות ה-40 העליונות לפני שהראו סימנים של היפרתרמיה חמורה. טמפרטורת הגוף שלהם עלתה בממוצע בכמעט שש מעלות מעל לרמות הרגילות של 38-41 מעלות צלזיוס.
באופן כללי, תנודות גדולות בטמפרטורת הגוף של ציפור במהלך חשיפה לחום קיצונית מעידות על כך שהציפור אינה מסוגלת לשמור (או לווסת חום) טמפרטורות גוף אופטימליות.
עם זאת, מין אחד, ה-quelea אדום-המקור, המופיע בחלק גדול מאפריקה שמדרום לסהרה, יכול להתמודד עם עלייה בטמפרטורת הגוף לרמה מדהימה של 48 מעלות צלזיוס ללא כל השפעה רעה. זה נחשב בעבר בלתי אפשרי מבחינה פיזיולוגית בקרב ציפורים.
אבולוציה של סבילות לחום
מדוע ציפורים פיתחו סובלנות לטמפרטורות גוף כה גבוהות?
התשובה, לדעתנו, היא שציפורים מאזורים לחים יותר הסתגלו להסתמך פחות על קירור אידוי במזג אוויר חם.
קירור אידוי הוא כאשר ציפור מאבדת חום על ידי התנשפות דרך פיה או דרך מסלולים אחרים. זוהי הדרך היחידה שבה ציפור יכולה להוריד חום כאשר טמפרטורת הסביבה הקרובה שלה גבוהה מטמפרטורת גופה. אז היכולת לסבול טמפרטורת גוף גבוהה מאפשרת לציפור לשרוד באזור לח, שבו היא לא יכולה לאבד הרבה חום על ידי התנשפות.
בעיקרו של דבר, ציפורים שהתפתחו באקלים לח שורדות מזג אוויר חם במיוחד על ידי סובלנות היפרתרמיה. לעומת זאת, ציפורי מדבר משתמשות בקירור אידוי יעיל ביותר כדי למנוע היפרתרמיה.
זה מצביע על כך שחשיפה לתנאי אקלים שונים הניעה את התפתחות ההבדלים בטמפרטורת הגוף ובסבילות החום בין ציפורים מאקלים שונים.
הגנה על ציפורים מפני חום
ממצאי המחקר שלנו רלוונטיים ביותר להבנת הסיכונים הנשקפים מגלי חום קיצוניים לציפורים וחיות בר אחרות. לדוגמה, הממצאים שלנו מאששים חשדות קודמים שציפורי שיר, המרכיבות יותר מחצי מכל מיני הציפורים על פני כדור הארץ, פגיעים במיוחד לגלי חום.
פיתוח אסטרטגיות להפחתת ההשפעות של אירועים אלה על ציפורים וחיות בר אחרות הוא חיוני, שכן אירועי חום קיצוניים הופכים סדירים ונפוצים יותר ברחבי דרום אפריקה. הם מהווים סיכונים הולכים וגדלים למגוון הביולוגי המדהים של האזור.
סיכונים אלה הומחשו בצורה דרמטית בצפון קוואזולו-נטאל, דרום אפריקה, ב-8 בנובמבר 2020, כאשר טמפרטורות האוויר באזור פונגולה זינקו ל-45 מעלות צלזיוס באמצע אחר הצהריים. זה גרם למספר עצום של ציפורים לְהִכָּנֵעַ. כ-90% מפגרי הציפורים שנמצאו על ידי שומרי שדה בשמורת הטבע הפונגולו הסמוכה בעקבות החום היו של ציפורי שיר.
התערבויות ניהול באזורים מוגנים עשויות להפחית את הסבירות לאירועי תמותה עתידיים. שמירה על צמחייה מוצלת, למשל, מספקת מקומות קרירים שבהם ציפורים יכולות להימלט מהחום הגרוע ביותר. מקורות מים עצמאיים יגדילו גם את הסבירות שציפורים מסוגלות להגן על טמפרטורת הגוף מתחת לגבולות הקטלניים.
אולם, בסופו של דבר, הדרך היחידה למנוע אובדן בקנה מידה גדול של המגוון הביולוגי של העופות - בגלל מהיר התחממות כדור הארץ - היא שחרור פחמן מהיר של כלכלות ומעבר עולמי לאנרגיה מתחדשת מקורות.
מארק טרבור פרימן מקבל מימון מקרן המחקר הלאומית.
אנדרו מקצ'ני מקבל מימון מקרן המחקר הלאומית. הוא מחזיק בקתדרה למחקר דרום אפריקאי לפיזיולוגיה של שימור, בהנחיית המכון הלאומי למגוון ביולוגי של דרום אפריקה ובשיתוף אוניברסיטת פרטוריה.
