المرونة الغذائية تحد من الانقراض في النظم سريعة التغير
يبدو أنّ الكائنات الحية القديمة كانت تتخذ تدابير غذائية للتكيف مع التغيرات المناخية.
قبل نحو 56 مليون سنة مضت، مرت الأرض بفترة من التغير المناخي الشديد وارتفعت درجات الحرارة بصورة كبيرة، وكانت تُعرف تلك الحقبة الزمنية بـ”فترة الحد الأقصى الحراري بين العصر الباليوسيني والإيوسيني” (PETM). خلال تلك الحقبة، استطاعت بعض أنواع الثدييات التكيف مع الوضع عبر بعض التغييرات في نظامها الغذائي وأحجام أجسادها.
وكان يعيش حيوان مفترس آكل للحوم يُسمى (Dissacus praenuntius)، استطاع التكيف مع الحرارة المرتفعة من خلال تناوله للمزيد من العظام. وهذا ما كشفته دراسة حديثة أجرتها مجموعة بحثية من جامعة روتجرز في جامعة نيو جيرسي بالولايات المتحدة الأمريكية، بقيادة “أندرو شوارتز” (Andrew Schwartz)، طالب الدكتوراه في قسم الأنثروبولوجيا ومركز الدراسات التطورية البشرية جامعة روتجرز-نيو برونزويك، جامعة ولاية نيوجيرسي.
فحص الباحثون أسنان أحفورية -للحيوان المنقرض- (Dissacus praenuntius) مستخدمين تقنية تُسمى بـ”تحليل نسيج التآكل المجهري لأسطح الأسنان” (DMTA)، والهدف منها دراسة الحفر والخدوش المتبقية على أسنان الأحافير. يمكن من خلال تلك التقنية فهم طبيعة أنواع الطعام التي كان يمضغها الحيوان خلال الأسابيع الأخيرة من حياته. وخلص الباحثون إلى أنّ ذلك الحيوان كان يتغذى في الغالب على اللحوم، لكن مع ارتفاع درجات الحرارة تحوّل نظامه الغذائي إلى طعام آخر أكثر صلابة كان عبارة عن عظام بحسب المرجع. وربما يرجع هذا لعدم توافر الفرائس نتيجة الاحترار. ونشر الباحثون دراستهم في دورية “باليو جيوغرافي، باليو كلايماتولوجي، باليو إيكولوجي” (Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology) في عام 2025.
إليكم نص الحوار..
1- استخدمت دراستكم فترة “الحد الأقصى الحراري بين العصر الباليوسيني والإيوسيني” (PETM)، كنموذج للتغير المناخي السريع؛ من رأيك ما أوجه التشابه التي ترونها بين هذه الفترة وأزمة المناخ بشرية المنشأ اليوم؟
هناك العديد من الطرق التي يعكس بها تغير المناخ خلال هذه الفترة ما نشهده اليوم. على سبيل المثال، نُقدّر أن درجات الحرارة ارتفعت بنحو 5-6 درجات مئوية خلال بضعة آلاف من السنين فقط. وهذا سريعٌ للغاية من حيث الزمن الجيولوجي. في الواقع، يُعدّ هذا من أسرع حالات الاحترار العالمي التي لدينا سجلٌّ جيدٌ عنها. ومع ذلك، فإن اتجاهات الاحترار الحالية لدينا تتجاوز ذلك بكثير. ارتفعت درجات الحرارة العالمية بنحو 1.5 درجة مئوية خلال القرن الماضي، مع تقديرات مستقبلية للاحترار تُقارب تلك التي شهدناها خلال فترة “الحد الأقصى الحراري بين العصر الباليوسيني والإيوسيني” (PETM) بحلول عام 2100. لكلا الحدثين “مصادر” احترار متشابهة أيضًا. كلاهما غذّاه تدفقات هائلة من ثاني أكسيد الكربون (وغازات دفيئة أخرى) إلى الغلاف الجوي (الكربون القشري في فترة الحد الأقصى الحراري بين العصر الباليوسيني والإيوسيني، وعوادم الوقود الأحفوري في العصر الحديث). كما شهد كلا الحدثين زيادةً في الموسمية (عواصف أشد، ومواسم جفاف أطول).
2- كيف ساهم الاضطراب البيئي – كالجفاف وانخفاض الإنتاجية – في تشكيل تطور الثدييات خلال فترة “الحد الأقصى الحراري بين العصر الباليوسيني والإيوسيني” (PETM)؟
شهدت فترة “الحد الأقصى الحراري بين العصر الباليوسيني والإيوسيني” (PETM)، فترةً بالغة الأهمية لتطور الثدييات؛ فقد ظهرت العديد من مجموعات الثدييات الحديثة المنتشرة اليوم، مثل ذوات الحوافر المزدوجة (الغزلان، والماشية، والزرافات، والخنازير، وغيرها)، وذوات الحوافر الفرادية (الخيول، ووحيد القرن، والتابير)، والرئيسيات (الليمور، والقرود، والبشر)، لأول مرة في السجل الأحفوري خلال هذه الفترة. ورغم أنها تطورت في وقت أبكر بالتأكيد، إلا أن فترة العصر فترة “الحد الأقصى الحراري بين العصر الباليوسيني والإيوسيني” (PETM) على الأرجح جلبت موائلها المفضلة (الغابات) إلى خطوط العرض العليا، ما سمح لها بالانتشار عبر آسيا وأوروبا وأمريكا الشمالية.
ومن المرجح أن تغير مناخ فترة “الحد الأقصى الحراري بين العصر الباليوسيني والإيوسيني” (PETM) دفع العديد من الأنواع نحو خطوط العرض العليا، بعد تراجع موائلها المفضلة. ومن المرجح أيضًا أن ارتفاع درجة الحرارة والجفاف، بالإضافة إلى انخفاض الإنتاج الأولي، أدى إلى صغر حجم الحيوانات خلال فترة “الحد الأقصى الحراري بين العصر الباليوسيني والإيوسيني” (PETM). وربما تقلص حجم بعض أنواع الحيوانات ذوات الحوافر المبكرة بنسبة تصل إلى 50%.
لا يزال الجدل قائمًا حول ما إذا كان هذا يُعزى في المقام الأول إلى ارتفاع درجة الحرارة (قاعدة بيرغمان)، أو انخفاض الإنتاجية الأولية (فصغر حجم الجسم يتطلب غذاءً أقل)، أو انعكاسًا لنزوح الأنواع الأكبر حجمًا بفعل الأنواع المهاجرة الأصغر حجمًا من الجنوب. ومن المثير للاهتمام أن انقراض الثدييات كان ضئيلًا خلال فترة “الحد الأقصى الحراري بين العصر الباليوسيني والإيوسيني” (PETM) (على الرغم من الاضطرابات المناخية والتنافس مع الأنواع المهاجرة الجديدة). يشير هذا إلى أن الدور البيئي (وظيفة الكائن الحي) كانت غير مشبعة، مما سمح بتعايش المزيد من الأنواع. بالإضافة إلى ذلك، ربما تكون الأنواع قد استمرت في موائلها خلال فترة “الحد الأقصى الحراري بين العصر الباليوسيني والإيوسيني”، ثم عادت عندما تحسنت الظروف.
3- ماذا يكشف تحليل نسيج التآكل المجهري لأسطح الأسنان (DMTA) عن النظام الغذائي لـ Dissacus praenuntius قبل وأثناء وبعد PETM؟
يعمل تحليل تحليل نسيج التآكل المجهري لأسطح الأسنان (DMTA) من خلال دراسة التآكل المجهري (الخدوش والحفر) الناتج عن مضغ الطعام أو المواد الكاشطة في البيئة. يُحدث الطعام المختلف تآكلًا دقيقًا مختلفًا بناءً على خصائصه الميكانيكية. تُحدث الأطعمة الصلبة مثل الأوراق أو اللحم الكثير من الخدوش المتوازية، بينما تُحدث الأطعمة الصلبة/الهشة مثل البذور والفواكه غير الناضجة والعظام الكثير من الحفر. تُتيح لنا دراسات DMTA على الحيوانات الحية ذات الأنظمة الغذائية الملحوظة استنتاج الأنظمة الغذائية للحيوانات المنقرضة منذ زمن طويل.
بناءً على مقارنات DMTA، كان لدى Dissacus praenuntius قبل فترة “الحد الأقصى الحراري بين العصر الباليوسيني والإيوسيني” (PETM) مباشرةً تآكلًا دقيقًا يُشبه إلى حد كبير الفهد الحديث، وهو سنوري يُفضل اللحم القاسي ويتجنب العظام عمومًا. يُشير هذا إلى أنه كان يأكل الفرائس اللحمية ويستهلك الأجزاء اللينة أو الصلبة، تاركًا العظام الصلبة.
خلال فترة فترة “الحد الأقصى الحراري بين العصر الباليوسيني والإيوسيني” (PETM)، كانت أنماط التآكل المجهري على أسنانه تُشبه إلى حد كبير تلك الموجودة لدى الأسود والضباع التي تسحق العظام. وهذا يشير إلى أنه كان إما يستهلك فرائسه بشكل كامل (بما في ذلك العظام)، أو أنه كان يعتمد بشكل أكبر على التهام الجيف. بالإضافة إلى ذلك، من المحتمل أنه اعتمد بشكل أكبر على الفواكه الصلبة أو المكسرات أو البذور.
بعد فترة PETM وعودة الظروف المناخية المستقرة، استمر D. praenuntius في نظامه الغذائي خلال فترة PETM. يبدو أن هذا يشير إلى أن أي ضغط انتخابي أدى إلى تغيير النظام الغذائي خلال فترة PETM كان لا يزال موجودًا بعد الحدث. ربما كان هذا بسبب أنواع الفرائس الجديدة أو المنافسة مع الحيوانات المفترسة الجديدة في بيئته.
4- تشير الدراسة إلى انخفاض بنسبة 20% تقريبًا في كتلة الجسم لدى D. praenuntius خلال فترة PETM. هل تعزو هذا في المقام الأول إلى ارتفاع درجة الحرارة أم إلى انخفاض الكتلة الحيوية للفرائس؟
هذا سؤال ممتاز (ومعقد للغاية). لا تكشف نتائجنا بالضرورة عن علاقة السبب والنتيجة (أي هل تسبب التغيير الغذائي في انخفاض كتلة الجسم أم العكس). بل تُظهر أن تحولًا غذائيًا حدث بالتزامن مع التغيرات المناخية والبيولوجية خلال فترة العصر الباليوسيني-التوسيني. ولتحديد العلاقة السببية بشكل أدق في هذه الحالة، نحتاج على الأرجح إلى بيانات أكثر دقة حول توقيت حدوث هذا التغيير الغذائي خلال فترة “الحد الأقصى الحراري بين العصر الباليوسيني والإيوسيني” (PETM). للأسف، تُعد أحافير هذا النوع نادرة.
5- هل تعتقد أن المرونة الغذائية يمكن أن تحمي الأنواع من الانقراض في النظم البيئية سريعة التغير اليوم؟
بالتأكيد. أجد أن العبارة المجازية القائلة بأن “المتخصص في كل شيء لا يتقن شيئًا، ولكنه في كثير من الأحيان أفضل من متخصص في شيء واحد” تنطبق بشدة على علم الأحياء والتطور والانقراض. في هذا السياق، لا تتكيف الأنواع “العامة” مع أي طعام أو موطن أو بيئة محددة. بل إنها فعالة نسبيًا في استغلال العديد من الموائل أو الأدوار في بيئتها. على المدى القصير، قد لا تتمكن من منافسة الأنواع الأكثر تخصصًا في تلك البيئة المحددة. ومع ذلك، عندما يحدث التغيير (وهو يحدث دائمًا)، تكون الأنواع العامة أكثر قدرة على التكيف مع موارد أخرى أو على البقاء في مواطنها، بينما تكون الأنواع المتخصصة أكثر عرضة للانقراض عند اختفاء غذائها أو موطنها المحدد. على المدى الطويل، تبدو الأنواع العامة أكثر مرونة في مواجهة الانقراض بفضل هذه المرونة.
6- السؤال الأخير: ما مدى أهمية دراسة الأحافير لفهم طبيعة مناخ الأرض؟
يُعد السجل الأحفوري أمرًا بالغ الأهمية لفهم مناخ الأرض، في الماضي والحاضر والمستقبل. لا تزال نفس أنواع القوى الطبيعية التي كانت تعمل في الماضي تعمل اليوم (حتى لو كان التأثير البشري هو المحرك الرئيسي لهذه القوى الآن). يُعطينا استخراج الأحافير وإعادة بناء النظم البيئية السابقة لمحات عن شكل المناخ في الماضي وأشكال الحياة. إن معرفة كيفية تكيف الأنواع وتطورها استجابةً للتغيرات في بيئتها أمر بالغ الأهمية للتنبؤ بكيفية استجابة الأنواع الحديثة لتغير المناخ اليوم. وإذا أردنا مواجهة هذه التحديات والحفاظ على الطبيعة، فعلينا معرفة الماضي لفهم الحاضر والتنبؤ بالمستقبل.
aXA6IDQ1LjE0LjIyNS4xMCA= جزيرة ام اند امز
