İnsan kaynaklı iklim değişikliği, Dünya'nın yaşam ortamlarını giderek daha fazla şekillendiriyor. Artan sıcaklıklar, yağışlardaki ve mevsimsellikteki hızlı değişimler ve okyanus asitlenmesi birçok hayvan türü için değişen ortamlar sunuyor. Hayvanlar bu yeni ve çoğunlukla aşırı koşullara nasıl uyum sağlıyor? Hayvanların sinir sistemleri, değişen iklimlere nasıl tepki vereceklerini hem etkinleştirmede hem de sınırlamada merkezi bir rol oynar. Bir biyolog ve sinir bilimci olarak temel araştırma ilgi alanlarımdan ikisi, hayvanların aşırı sıcaklıklara nasıl uyum sağladığını anlamak ve hayvan sinir sistemlerinin, özellikle de beyninin yapısını ve işlevini şekillendiren kuvvetleri tanımlamaktır.
HAYVANLAR HIZLA DEĞİŞEN ORTAMLARA NASIL TEPKİ VERECEK
Bu ilgi alanlarının kesişmesi beni iklimin sinir sistemleri üzerindeki etkilerini ve hayvanların hızla değişen ortamlara nasıl tepki vereceğini araştırmaya yöneltti. Sinir sisteminin tüm önemli işlevleri (duyu algılama, zihinsel işlem ve davranış yönlendirme) kritik öneme sahiptir. Hayvanların hayatta kalmalarını ve üremelerini sağlayacak şekilde çevrelerinde gezinmelerine olanak tanır. İklim değişikliği muhtemelen bu işlevleri genellikle daha kötü yönde etkileyecektir.
EKOSİSTEMLERİN ENERJİ DENGESİ DEĞİŞİYOR
Değişen sıcaklıklar, güneş ışığından enerji üreten bitkilerden bitkileri ve diğer hayvanları tüketen hayvanlara kadar ekosistemlerin enerji dengesini değiştiriyor ve ardından hayvanların deneyimlediği duyusal dünyaları değiştiriyor. İklim değişikliğinin görme ve tat alma duyularından koku ve dokunmaya kadar tüm duyularını zorlaması muhtemeldir. Memeliler gibi hayvanlar, sıcaklığı kısmen, sinir sistemlerinde sıcağa ve soğuğa tepki veren, orta ve aşırı sıcaklıklar arasında ayrım yapan özel reseptör proteinleri ile algılar. Bu reseptör proteinleri, hayvanların uygun yaşam alanlarını bulmasına yardımcı olur ve hayvanların değişen sıcaklıklara nasıl tepki vereceği konusunda kritik bir rol oynayabilir.
KİMYASAL BİLEŞİKLER SICAKLIĞA KARŞI HASSAS
İklim değişikliği, hayvanların yaşam alanı seçme, yiyecek bulma ve eş seçme gibi sorunları çözmek için kullandığı çevresel ipuçlarını bozuyor. Parazitleri ve patojenleri taşıyan sivrisinekler gibi bazı hayvanlar, çevrelerine uyum sağlamak için sıcaklık değişimlerine güvenirler. Sıcaklık değişimleri sivrisineklerin konakçıları nerede ve ne zaman aradığını değiştirerek hastalık bulaşmasında değişikliklere yol açıyor. İklim değişikliğinin hayvanların birbirleriyle iletişim kurmak veya rakiplerine zarar vermek için kullandıkları kimyasal sinyalleri nasıl etkilediği özellikle karmaşık olabilir çünkü kimyasal bileşikler sıcaklığa karşı oldukça hassastır.
HAYVAN DAVRANIŞLARINDA KESİNTİLER OLABİLİR
Gün ışığındaki mevsimsel değişiklikler gibi eskiden güvenilir olan bilgi kaynakları, birbirlerinden ayrıldıkça kullanışlılığını kaybedebilir. Bu, gün uzunluğu ile bitkinin çiçeklenmesi ve meyve vermesi arasındaki bağlantıda bir bozulmaya ve gün uzunluğunun artık kaynak kullanılabilirliğini öngörmediğinde kış uykusu ve göç gibi hayvan davranışlarında kesintilere neden olabilir. Artan sıcaklıklar, hayvan beyinlerinin gelişimini ve işleyişini bozabilir ve yeni ortamlara etkili bir şekilde uyum sağlama yetenekleri üzerinde potansiyel olarak olumsuz etkiler yaratabilir.
DENİZ ORTAMINDA HAYVANLAR YER DEĞİŞTİREREK TEPKİ VERİYOR
Araştırmacılar aşırı sıcaklıkların bireysel nöronları genetik ve yapısal düzeyde nasıl değiştirebildiğinin yanı sıra beynin bir bütün olarak nasıl organize edildiğini belgelediler. Deniz ortamlarında araştırmacılar, okyanus asitlenmesi gibi su kimyasında iklim kaynaklı değişikliklerin, resif balıkları ve köpek balıklarında koku takibi gibi hayvanların genel bilişsel performansını ve duyusal yeteneklerini etkileyebileceğini bulmuşlardır. Hayvanlar, iklim olumsuzluklarına, kullandıkları mikrohabitatları değiştirmekten coğrafi dağılım alanlarını değiştirmeye kadar yer değiştirerek tepki verebilir.
DAHA DERİN SULARA YÖNELME
Etkinlik aynı zamanda günün farklı dönemlerine veya yeni mevsimlere de kayabilir. Bu davranışsal tepkilerin, hayvanların maruz kalacağı çevresel uyaranlar üzerinde önemli etkileri olabilir. Örneğin, ısınan denizlerdeki balıklar, görsel sistemlerinin alışık olduğundan önemli ölçüde farklı ışık yoğunluğuna ve renk aralığına sahip, daha serin, daha derin sulara yöneldi. Dahası, tüm türler davranışlarını aynı şekilde değiştirmeyeceğinden, yeni bir yaşam ortamına, günün saatine veya mevsime taşınan türler, besin bitkileri ve av hayvanları, rakipler ve yırtıcılar ve patojenler de dahil olmak üzere yenileriyle karşı karşıya kalacaktır.
KARMAŞIK VE ÖNGÖRÜLEMEYEN SONUÇLAR
İklim değişikliğinin yol açtığı davranış değişiklikleri, dünya çapındaki ekosistemleri karmaşık ve öngörülemeyen sonuçlarla yeniden yapılandıracak. Hayvan beyinleri son derece esnektir ve bireysel çevresel deneyimlere uyacak şekilde geliştirilmiştir. Yetişkinlikte bile önemli ölçüde değişme yeteneğine sahiptirler. Ancak türleri karşılaştıran çalışmalar, beyin evrimi üzerinde güçlü çevresel etkiler olduğunu ortaya çıkardı. Hayvanların sinir sistemleri, her türün faaliyet alanındaki duyusal ortamlara uyacak şekilde gelişir. Bu modeller, yeni iklim rejimlerinin eninde sonunda sinir sistemlerini evrimleşmeye zorlayarak şekillendireceğini gösteriyor.
BEYİN GELİŞİMİ ÜZERİNDE GÜÇLÜ ETKİLERİ VAR
Genetiğin beyin gelişimi üzerinde güçlü etkileri olduğunda, yerel çevreye hassas bir şekilde uyum sağlayan sinir sistemleri, iklim değişikliğiyle uyum sağlama özelliklerini kaybedebilir. Bu, yeni uyarlanabilir çözümlerin önünü açabilir. Duyusal uyarıların ve mevsimsel ipuçlarının kapsamı ve önemi değiştikçe, doğal seçilim yeni duyusal veya bilişsel yeteneklere sahip olanları tercih edecektir. Sinir sisteminin bazı kısımları genetik adaptasyonlarla sınırlanırken, diğerleri daha esnek ve çevre koşullarına duyarlıdır. Hayvanların sinir sistemlerinin hızla değişen ortamlara nasıl uyum sağladığının daha iyi anlaşılması, tüm türlerin iklim değişikliğinden nasıl etkileneceğini tahmin etmeye yardımcı olacaktır.