ภาพรวมของความหลากหลายของพืชที่อุดมสมบูรณ์ในป่าแอตแลนติกของบราซิล กุ่ยเบ็กเกอร์, CC BY-SA
ดูเหมือนว่าในแต่ละวันนักวิทยาศาสตร์จะรายงานผลกระทบที่เลวร้ายมากขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศต่อสัตว์และพืชทั่วโลก นกนั่นเอง โยกย้ายในภายหลัง ในปีนี้ไม่สามารถหาอาหารได้เพียงพอ พืชคือ ออกดอกก่อน แมลงผสมเกสรของพวกมันฟักตัว เหยื่อมีสายพันธุ์ ความแข็งแกร่งน้อยลง เพื่อหลบหนีนักล่า ในระยะสั้นการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศที่ส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตหนึ่ง ๆ มีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดผลกระเพื่อมที่สามารถรบกวนโครงสร้างและการทำงานของระบบนิเวศทั้งหมด
องค์ประกอบหนึ่งของสุขภาพสัตว์ที่ส่วนใหญ่สะท้อนถึงสภาพแวดล้อมโดยรอบคือ microbiomeกลุ่มจุลินทรีย์ที่รู้จักกันในปัจจุบันว่าช่วยในการย่อยอาหารควบคุมระบบภูมิคุ้มกันและป้องกันเชื้อโรค สายพันธุ์ของแบคทีเรียที่ประกอบเป็นไมโครไบโอมนั้นได้รับการคัดเลือกมาจากสิ่งแวดล้อมเป็นหลัก ดังนั้นใยอาหารและปฏิสัมพันธ์ของสัตว์อื่น ๆ ที่มีอิทธิพลต่อแบคทีเรียในสิ่งแวดล้อมจึงมีศักยภาพในการสร้างจุลินทรีย์ของสัตว์
แต่จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศรบกวนสิ่งแวดล้อมทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของจุลินทรีย์ในสัตว์ที่ป้องกันไม่ให้จุลินทรีย์ทำหน้าที่หลักที่สัตว์ต้องการเพื่อความอยู่รอดและเจริญเติบโต
ฉันเป็นนักนิเวศวิทยา ในห้องปฏิบัติการของ กุ่ยเบ็กเกอร์ เชี่ยวชาญในการวิจัยเขตร้อนที่จุดตัดของโรคสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกหลายร้อยชนิดทั่วเขตร้อนทั่วโลกกำลังเผชิญกับแรงกดดันจากโรคและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และมีหลักฐานเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ว่าปัจจัยกดดันด้านสิ่งแวดล้อมกำลังเปลี่ยนแปลงจุลินทรีย์ของสัตว์ซึ่งมีส่วนทำให้เกิดความท้าทายที่พวกเขาเผชิญ
การสร้างระบบนิเวศ
ใน การทดสอบล่าสุด ออกแบบมาเพื่อค้นหาว่าจุลินทรีย์ของลูกอ๊อดได้รับอิทธิพลจากสัตว์ชนิดอื่นในสิ่งแวดล้อมอย่างไรเพื่อนร่วมงานของฉันและฉันได้ศึกษาชุมชนที่มีสุขภาพดีของแบคทีเรียน้ำจืดกุ้งและแมลงจากที่อยู่อาศัยในพื้นที่ชุ่มน้ำในป่าแอตแลนติกของบราซิล เรามุ่งเน้นไปที่กิจกรรมการให้อาหารของพวกเขานั่นคือวิธีที่พวกเขากรองน้ำเพื่อรับอาหารและทำลายวัสดุจากพืชที่ตายแล้ว
เป็นที่ทราบกันดีว่ากิจกรรมการให้อาหารเหล่านี้จำเป็นต่อการทำงานของระบบนิเวศเช่นการย่อยสลาย แต่เราพบว่าใยอาหารเหล่านี้มีจุดประสงค์อื่นเช่นกัน: พวกมันช่วยเพิ่มการเจริญเติบโตของสายพันธุ์แบคทีเรียที่ "ดี" ในสิ่งแวดล้อมเช่นสายพันธุ์ที่ต่อสู้กับจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค
เป็นผลให้ลูกอ๊อดที่ใช้ระบบนิเวศร่วมกับจุลินทรีย์และสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังเหล่านี้มีจุลินทรีย์ในลำไส้ที่ดีต่อสุขภาพ สิ่งนี้ช่วยป้องกันเชื้อโรคได้ดีเมื่อเทียบกับลูกอ๊อดที่ไม่ได้อาศัยอยู่ร่วมกับเครือข่ายสิ่งมีชีวิตที่หลากหลาย
ผลงานล่าสุดของเรา ทำให้การวิจัยนี้ก้าวไปอีกขั้นโดยการทดสอบว่าสิ่งรบกวนเช่นสภาพอากาศร้อนอาจส่งผลต่อใยอาหารเหล่านี้ซึ่งช่วยให้มั่นใจในสุขภาพของจุลินทรีย์ที่มีกระดูกสันหลังในป่า
การทำแผนที่ปฏิสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศที่หลากหลายเป็นเรื่องยากภายใต้สภาพสนามซึ่งสภาพแวดล้อมไม่สามารถคาดเดาได้และการจำลองการทดลองเพื่อยืนยันการค้นพบนั้นเป็นเรื่องที่ท้าทาย
เพื่อแก้ไขปัญหานี้เราใช้พืชจากตระกูล bromeliad เพื่อทำหน้าที่เป็นระบบนิเวศขนาดเล็กเพื่อให้เพื่อนร่วมงานของฉันและฉันสามารถศึกษาผลกระทบของสภาพอากาศที่ร้อนขึ้นต่อปฏิสัมพันธ์ของสายพันธุ์ในสภาวะที่มีการควบคุมมากขึ้นของห้องปฏิบัติการ
ใบของพืชโบรมีเลียดที่พันกันแน่นเป็นตู้ปลาขนาดเล็กสำหรับลูกอ๊อดสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังและจุลินทรีย์ ซาช่ากรีนสแปน, CC BY-SA
Bromeliads เหมาะอย่างยิ่งสำหรับงานทดลองเกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์ในชุมชนเนื่องจากเป็นจุลภาคตามธรรมชาติและขนาดที่เล็กทำให้เราสามารถขยายจำนวนมากได้ในพื้นที่ขนาดเล็ก สถานที่ศึกษาของเราในป่าฝนเขตร้อนของบราซิลรองรับโบรมีเลียดที่มีความหนาแน่นสูงมากจากพื้นดินถึงหลังคาซึ่งมักจะมีลักษณะคล้ายกับดินแดนมหัศจรรย์ของ Dr. Seussian
ในการสร้างระบบนิเวศตามธรรมชาติขึ้นใหม่สำหรับการทดลองของเราเราได้ปลูกสวนที่มีโบรมีเลียดเหมือนกัน 60 ชนิดไว้กลางแจ้งในที่ร่มของป่าเขตร้อนขนาดเล็กในเซาเปาโลประเทศบราซิล จากนั้นเราปล่อยให้โบรมีเลียดอยู่ในอาณานิคมตามธรรมชาติโดยสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังและจุลินทรีย์เป็นเวลาสามเดือน พืชบางชนิดสัมผัสกับอุณหภูมิโดยรอบและพืชอื่น ๆ ได้รับความร้อนสูงกว่าสภาพแวดล้อมถึงหกองศาด้วยระบบทำความร้อนกลางแจ้งแบบกำหนดเองเพื่อให้เข้ากับแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลกที่คาดการณ์ไว้
ในบริเวณใกล้เคียงเราได้รวบรวมพันธุ์แม่แบบจำลองของเราสำหรับการทดลอง - ลูกอ๊อดของสายพันธุ์ทรีฟรอก Ololygon perpusilla ที่ผสมพันธุ์เฉพาะในพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำขนาดเล็กที่สร้างโดยใบของโบรมีเลียด
จากนั้นเราย้าย bromeliads จากนอกบ้านไปยังห้องแล็บเพิ่มลูกอ๊อดลงในแอ่งน้ำเล็ก ๆ ที่กึ่งกลางของพืชแต่ละต้นและใช้ระบบทำความร้อนเดียวกันเพื่อจำลองความร้อน หลังจากผ่านไปสองสามสัปดาห์เราได้ประดิษฐ์สายพันธุ์แบคทีเรียในลำไส้ของลูกอ๊อดรวมทั้งแบคทีเรียและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่อาศัยอยู่ในโบรมีเลียด
การตั้งค่าการทดลองด้วย 60 bromeliads และระบบทำความร้อนแบบกำหนดเอง กุ่ยเบ็กเกอร์, CC BY-SA
ผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโดมิโน
ในการศึกษาครั้งนี้ซึ่งตีพิมพ์ใน Nature Climate Change เราพบว่าผลกระทบที่ร้อนขึ้นต่อเครือข่ายชุมชนในระบบนิเวศ ได้แก่ แบคทีเรียในสิ่งแวดล้อมหนอนลูกน้ำยุงและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังในน้ำอื่น ๆ - พืชในกระเพาะอาหารของลูกอ๊อดที่ถูกบุกรุกทำให้การเจริญเติบโตลดลงซึ่งเป็นตัวแทนสำหรับการออกกำลังกาย
สุขภาพของจุลินทรีย์ในลำไส้ของลูกอ๊อดมีความเชื่อมโยงโดยเฉพาะกับการเปลี่ยนแปลงในชุมชนของแบคทีเรียในน้ำและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่อาศัยอยู่ร่วมกับลูกอ๊อดภายในโบรมีเลียด นั่นคือความร้อนสนับสนุนการเจริญเติบโตและการแพร่พันธุ์ของแบคทีเรียและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังบางชนิดและยับยั้งชนิดอื่น ๆ และการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมเหล่านี้รบกวนไมโครไบโอมในลำไส้ของลูกอ๊อด
อุณหภูมิที่สูงขึ้นยังนำไปสู่การพัฒนาตัวกรองลูกน้ำยุงได้เร็วขึ้น ผลการศึกษาของเราชี้ให้เห็นว่าอัตราการให้อาหารกรองที่สูงขึ้นยังเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของสายพันธุ์ของแบคทีเรียในสิ่งแวดล้อมด้วยวิธีที่รบกวนไมโครไบโอมของลูกอ๊อด
ในความเป็นจริงการเจริญเติบโตของลูกอ๊อดซึ่งเป็นพร็อกซีสำหรับสุขภาพของสายพันธุ์ - มีความสัมพันธ์อย่างมากกับการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากความร้อนในจุลินทรีย์ในลำไส้ของพวกมันมากกว่าผลกระทบโดยตรงของความร้อนต่อการเจริญเติบโตที่คาดว่าจะเกิดในสัตว์เลือดเย็นเช่นลูกอ๊อดหรือผลกระทบจากความร้อน แหล่งอาหารสาหร่ายของลูกอ๊อด
งานของเราแสดงให้เห็น การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในระดับโลกสามารถส่งผลกระทบต่อองค์กรทางชีววิทยาในระดับที่เล็กที่สุดได้อย่างไรรวมถึงแบคทีเรียทางชีวภาพที่อาศัยอยู่ในระบบทางเดินอาหารของกบสายพันธุ์เล็ก ๆ
การพิจารณากระบวนการเหล่านี้ภายในบริบทของชุมชนในระบบนิเวศทั้งหมดช่วยให้มุมมองของเรากว้างขึ้นเกี่ยวกับสุขภาพของจุลินทรีย์ภายใต้การเปลี่ยนแปลงของโลก
การศึกษา การตรวจสอบผลกระทบของความร้อนต่อจุลินทรีย์ที่มีกระดูกสันหลังโดยทั่วไปจะมุ่งเน้นไปที่การตอบสนองต่ออุณหภูมิโดยตรงของพืชที่เป็นโฮสต์มากกว่าการกำหนดโฮสต์ภายในชุมชนที่ซับซ้อนและเกี่ยวพันกันซึ่งพวกมันอาศัยอยู่ในป่า
การค้นพบของเราสนับสนุน ความเห็นพ้องกันที่เพิ่มขึ้นในหมู่นักวิทยาศาสตร์ว่าในขณะที่ภาวะโลกร้อนคาดว่าจะผลักดันให้สัตว์บางชนิดเกินเกณฑ์ความร้อนของพวกมันผลที่ตามมาของภาวะโลกร้อนที่แพร่หลายมากขึ้นก็คือมันอาจก่อให้เกิดผลกระทบแบบโดมิโนในระบบนิเวศซึ่งขัดขวางการปฏิสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตที่ระบบนิเวศจำเป็นต้องทำงานอย่างถูกต้อง
เกี่ยวกับผู้เขียน
Sasha Greenspan ผู้ช่วยวิจัย มหาวิทยาลัยอลาบามา
บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.
หนังสือที่เกี่ยวข้อง
โลกที่เอื้ออำนวย: Life After Warming Kindle Edition
โดย David Wallace-Wells
มันแย่กว่าที่คุณคิด หากความวิตกกังวลของคุณเกี่ยวกับภาวะโลกร้อนถูกครอบงำด้วยความกลัวการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลคุณแทบจะเกาพื้นผิวของสิ่งที่น่ากลัว ในแคลิฟอร์เนียไฟป่าตอนนี้โกรธตลอดทั้งปีทำลายบ้านเรือนนับพัน ทั่วทั้งสหรัฐอเมริกาพายุ“ 500-year” ชกต่อยชุมชนทุกเดือนและน้ำท่วมแทนที่หมื่นล้านต่อปี นี่เป็นเพียงตัวอย่างของการเปลี่ยนแปลงที่จะเกิดขึ้น และพวกเขาจะมาเร็ว หากไม่มีการปฏิวัติว่ามนุษย์หลายพันล้านคนจะดำเนินชีวิตอย่างไรส่วนต่าง ๆ ของโลกอาจจะอยู่ใกล้กับคนที่ไม่เอื้ออำนวยและส่วนอื่น ๆ ที่ไม่เอื้ออำนวยอย่างน่าสยดสยองเมื่อสิ้นสุดศตวรรษนี้ วางจำหน่ายใน Amazon
จุดสิ้นสุดของน้ำแข็ง: เป็นพยานและค้นหาความหมายในเส้นทางของการหยุดชะงักของสภาพภูมิอากาศ
โดย Dahr Jamail
หลังจากเกือบหนึ่งทศวรรษในต่างประเทศในฐานะนักข่าวสงคราม Dahr Jamail นักข่าวที่ได้รับการยกย่องกลับไปอเมริกาเพื่อต่อยอดความหลงใหลในการปีนเขาเพียงเพื่อจะพบว่าเนินเขาที่ครั้งหนึ่งเคยปีนเขาเปลี่ยนไปอย่างไม่หยุดยั้ง ในการตอบสนอง Jamail เริ่มเดินทางสู่แนวหน้าทางภูมิศาสตร์ของวิกฤตนี้ - จากอลาสก้าไปจนถึงแนวปะการัง Great Barrier ของออสเตรเลียผ่านป่าฝนอเมซอนเพื่อค้นหาผลที่ตามมาต่อธรรมชาติและต่อมนุษย์ที่สูญเสียน้ำแข็ง วางจำหน่ายใน Amazon
โลกของเราเผ่าพันธุ์ของเรา Selves ของเรา: วิธีที่จะประสบความสำเร็จในขณะที่สร้างโลกที่ยั่งยืน
โดย Ellen Moyer
ทรัพยากรที่ขาดแคลนที่สุดของเราคือเวลา ด้วยความมุ่งมั่นและการดำเนินการเราสามารถใช้วิธีการแก้ปัญหาแทนการนั่งบนสนามที่ได้รับผลกระทบที่เป็นอันตราย เราสมควรได้รับและสามารถมีสุขภาพที่ดีขึ้นและสภาพแวดล้อมที่สะอาดขึ้นสภาพภูมิอากาศที่คงที่ระบบนิเวศที่แข็งแรงการใช้ทรัพยากรอย่างยั่งยืนและไม่ต้องการการควบคุมความเสียหาย เรามีมากมายที่จะได้รับ ด้วยวิทยาศาสตร์และเรื่องราวโลกของเราเผ่าพันธุ์ของเราเซเลสของเราสร้างกรณีแห่งความหวังการมองโลกในแง่ดีและการแก้ปัญหาในทางปฏิบัติที่เราสามารถนำไปใช้เป็นรายบุคคลและโดยรวมเพื่อเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเทคโนโลยีของเรา วางจำหน่ายใน Amazon
จากสำนักพิมพ์:
การซื้อใน Amazon ไปเพื่อชดใช้ค่าใช้จ่ายในการนำคุณ InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, และ ClimateImpactNews.com ไม่มีค่าใช้จ่ายและไม่มีผู้โฆษณาที่ติดตามพฤติกรรมการท่องเว็บของคุณ แม้ว่าคุณจะคลิกที่ลิงค์ แต่อย่าซื้อผลิตภัณฑ์ที่เลือกเหล่านี้ แต่อย่างอื่นที่คุณซื้อในการเข้าชมครั้งเดียวกันบน Amazon จะจ่ายค่าคอมมิชชั่นให้เราเล็กน้อย ไม่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมสำหรับคุณดังนั้นโปรดช่วยสนับสนุนด้วย นอกจากนี้คุณยังสามารถ ใช้ลิงค์นี้ ใช้กับ Amazon ได้ตลอดเวลาเพื่อให้คุณสามารถช่วยสนับสนุนความพยายามของเรา
