Pillanatkép a brazil atlanti erdő gazdag növényi sokféleségéről. Gui Becker, CC BY-SA
Úgy tűnik, hogy a tudósok minden nap a klímaváltozásnak az állatokra és a növényekre gyakorolt súlyos következményeiről számolnak be világszerte. Azok a madarak később vándorol évben nem talál elegendő ételt. A növények virágzás előtt kikelnek a rovarporzók. A zsákmányfajoknak van kevesebb állóképesség hogy elkerülje a ragadozókat. Röviden, az egy organizmust érintő éghajlati elmozdulások valószínűleg olyan hullámhatásokat váltanak ki, amelyek megzavarhatják a teljes ökoszisztémák szerkezetét és működését.
Az állategészségügy egyik összetevője, amely nagyrészt tükrözi a környező környezetet, a microbiome, a mikrobákból álló konzorcium, amelyről ismert, hogy segíti az étel emésztését, szabályozza az immunrendszert és véd a kórokozók ellen. A mikrobiomot alkotó baktériumfajok elsősorban a környezetből kerülnek ki. Így a táplálékhálók és más, a környezeti baktériumokat befolyásoló állatok kölcsönhatásai képesek az állatok mikrobiómáit formálni.
De mi történik akkor, ha a klímaváltozás zavarja a környezetet, ami az állatok mikrobiomáiban olyan elmozdulásokat okoz, amelyek megakadályozzák a mikrobákat abban, hogy elvégezzék azokat a kulcsfontosságú funkciókat, amelyekre az állatoknak a túléléshez és a boldoguláshoz szükségük van?
Ökológus vagyok laboratóriumában Gui Becker trópusi kutatásokra szakosodott a kialakuló kétéltű betegség és az éghajlatváltozás metszéspontjában. A globális trópusokon kétéltűek százai szembesülnek a betegség és az éghajlatváltozás növekvő nyomásával. És egyre több bizonyíték van arra, hogy a környezeti stresszorok megváltoztatják az állatok mikrobiómáit, hozzájárulva az előttük álló kihívásokhoz.
Ökoszisztéma kiépítése
egy legutóbbi kísérlet Arra tervezték, hogy kiderítsék, hogyan befolyásolták az ebihalok mikrobiomját a környezet más állatfajai, kollégáimmal és édesvízi baktériumok, rákok és rovarok egészséges közösségeit vizsgáltuk a vizes élőhelyekről a brazil atlanti erdőben. Összpontosítottunk etetési tevékenységükre - arra, hogy hogyan szűrték le a vizet az élelem megszerzéséhez, és hogyan bontották le az elhalt növényi anyagokat.
Köztudott, hogy ezek a táplálkozási tevékenységek elengedhetetlenek az ökoszisztéma funkcióihoz, például a bomláshoz. De azt tapasztaltuk, hogy ezek az táplálékhálók egy másik célt is szolgálnak: fellendítették a környezetben a „jó” baktériumfajok, például a patogén mikrobákkal küzdő fajok növekedését.
Ennek eredményeként az ökoszisztémát ezekkel a mikroorganizmusokkal és gerinctelenekkel megosztó ebihalak egészségesebb bélmikrobiómákkal rendelkeztek. Ez erős védelmet nyújtott a kórokozókkal szemben, összehasonlítva az ebihalokkal, amelyek nem osztották meg élőhelyüket különböző organizmushálózatokkal.
Legfrissebb munkánk ezt a kutatást egy lépéssel tovább vette, tesztelve, hogy egy olyan zavar, mint az éghajlat felmelegedése, hogyan befolyásolhatja ezeket a táplálékhálókat, amelyek hozzájárulnak a gerinces mikrobiómák egészségének biztosításához a vadonban.
A faji kölcsönhatások feltérképezése a különféle ökoszisztémákban nehéz a terepi körülmények között, ahol a környezet kiszámíthatatlan, és a kísérletek megismétlése a megállapítások megerősítésére kihívást jelent.
Ennek a problémának a kezelésére a broméliák családjába tartozó növényeket alkalmaztuk mini-ökoszisztémákként, hogy kollégáimmal egy laboratórium kontrolláltabb körülményei között tanulmányozhassuk a melegedő éghajlatnak a faji kölcsönhatásokra gyakorolt hatásait.
A broméliás növények szorosan kiforgatott levelei mini-akváriumot biztosítanak az ebihalak, gerinctelenek és mikroorganizmusok számára. Sasha Greenspan, CC BY-SA
A broméliák ideálisak a közösségi interakciók kísérleti munkájához, mivel ezek természetes mikrokozmoszok, és kis méreteik lehetővé teszik számukra, hogy kis térben növekedjünk. Tanulmányi helyeink a brazil trópusi esőerdőkben rendkívül nagy sűrűségű broméliákat tartalmaznak a talajtól a lombkoronáig, gyakran hasonlítva egy Dr. Seussian csodaországhoz.
Kísérletünkhöz a természetes ökoszisztémák újrateremtése érdekében 60 azonos broméliával rendelkező kertet ültettünk a szabadba egy kis trópusi erdő árnyékában São Paulóban, Brazíliában. Ezután három hónapig hagytuk, hogy gerinctelenek és mikroorganizmusok természetes módon kolonizálják a broméliákat. A növények egy részét környezeti hőmérsékletnek tették ki, másokat a környezeti hőmérséklet fölé hat fokkal melegítettek fel - egyedi szabadtéri fűtési rendszerrel -, hogy megfeleljenek az előre jelzett globális klímaváltozási trendeknek.
A közelben összegyűjtöttük a kísérleti modell gazdasejtjeinket - a treefrog faj ebihaljait Ololygon perpusilla amelyek csak a broméliák levelei által létrehozott mini-akváriumokban szaporodnak.
Ezután a broméliákat kintről a laboratóriumba vittük, ebihalat adtunk az egyes növények közepén lévő apró vízmedencéhez, és ugyanazt a fűtési rendszert alkalmaztuk a melegedés szimulálására. Néhány hét múlva feltártuk az ebihal belében található baktériumfajokat, valamint a broméliákban élő baktériumokat és gerinctelen fajokat.
A kísérlet beállítása 60 broméliával és egyedi fűtési rendszerrel. Gui Becker, CC BY-SA
A klímaváltozás dominóhatásai
ebben a tanulmányban, a Nature Climate Change című folyóiratban publikáltuk, megállapítottuk, hogy az ökológiai közösségi hálózatokra - beleértve a környezeti baktériumokat, a férgeket, a szúnyoglárvákat és más vízi gerincteleneket - melegítő hatások veszélyeztetik az ebihal bélflóráját, ami csökkent növekedéshez vezet, ami a fitnesz helyettesítője.
Az ebihal bél mikrobiómáinak egészségi állapota kifejezetten a broméliákon belül ebihal mellett élő vízi baktériumok és gerinctelenek közösségében bekövetkezett változásokhoz kapcsolódott. Vagyis a felmelegedés bizonyos baktériumok és gerinctelenek fajtáinak növekedését és szaporodását támogatta, másokat pedig gátolt, és ezek a környezeti változások megzavarták a ebihal bél mikrobiomját.
A magasabb hőmérséklet a szűrővel tápláló szúnyoglárvák gyorsabb fejlődéséhez is vezetett. Eredményeink azt sugallják, hogy a magasabb szűrési takarmányozás a baktériumok faji összetételét is megváltoztatta a környezetben olyan módon, amely tovább zavarta az ebihal mikrobiómáját.
Valójában az ebihal növekedése - a faj egészségének helyettesítője - erőteljesebben összefüggött a bél mikrobiómáinak felmelegedés okozta elmozdulásával, mint a hidegvérű állatoknál várhatóan a felmelegedésnek a növekedésre gyakorolt közvetlen hatásával, vagy a felmelegedés hatásával a ebihalak algatápforrásai.
Munkánk bizonyítja hogy a globális szintű éghajlatváltozás miként befolyásolhatja a biológiai szerveződés legkisebb szintjét is, beleértve az apró békafaj emésztőrendszerében élő szimbiotikus baktériumokat is.
Ezeknek a folyamatoknak a vizsgálata egy teljes ökológiai közösség kontextusában szélesíti szemléletünket a mikrobiómák egészségére nézve a globális változások alatt.
Tanulmányok A felmelegedés gerinces mikrobiómákra gyakorolt hatásainak vizsgálata általában a gazdaflóra közvetlen hőmérsékleti reakcióira összpontosít, ahelyett, hogy a gazdákat a vadon élő komplex és összefonódó közösségekben helyezné el.
Megállapításaink alátámasztják a tudósok körében egyre növekvő egyetértés abban, hogy bár az éghajlati felmelegedés várhatóan egyes állatokat túlszárnyal a hőküszöbén, a felmelegedés jóval szélesebb körű következménye, hogy ökológiai dominóhatást válthat ki, megzavarva azokat a faji kölcsönhatásokat, amelyekre az ökoszisztémák megfelelő működéséhez szükség van.
A szerzőről
Sasha Greenspan, tudományos munkatárs, University of Alabama
Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.
Kapcsolódó könyvek
Az élettelen föld: élet a felmelegedés után a Kindle Edition
írta David Wallace-Wells
Rosszabb, sokkal rosszabb, mint gondolnád. Ha a globális felmelegedés iránti aggodalmát a tengerszint emelkedésétől való félelem dominálja, akkor alig megkarcolhatja a lehetséges borzalmakat. Kaliforniában az egész év folyamán tűzoltók merülnek fel, ezrek otthonokat pusztítva el. Az Egyesült Államokban az „500-év” hónapok óta viharok a púpos közösségeket, és az áradások évente több tízmilliószámot elhagynak. Ez csak a jövőbeni változások áttekintése. És gyorsan jönnek. Az emberek milliárdjainak életvitelét érintő forradalom nélkül a Föld egyes részei már e század végétől élettelenekké válhatnak, más részek pedig szörnyűen szentségtelenné válhatnak. Elérhető az Amazonon
A jég vége: Tanú szemtanúja és jelentésének megtalálása az éghajlati zavarok útján
Dahr Jamail
A háborús riporterként töltött közel egy évtized után az elismert újságíró, Dahr Jamail visszatért Amerikába, hogy megújítsa a hegymászás iránti szenvedélyét, csak hogy megállapítsa, hogy az egykor felmászott lejtők visszavonhatatlanul megváltoztak az éghajlati zavarok miatt. Válaszul Jamail útra indul a válság földrajzi vonalához - Alaszkától az ausztráliai Nagy Barrier-zátonyig, az Amazon-esőerdőkön keresztül - annak érdekében, hogy felfedezzék a jégveszteség következményeit a természetre és az emberekre. Elérhető az Amazonon
Földünk, fajaink, magunk: Hogyan fejlődhetünk fenntartható világ létrehozása közben?
szerző: Ellen Moyer
A legszegényebb erőforrásunk az idő. Az elszántsággal és a cselekedetekkel megoldásokat hajthatunk végre, ahelyett, hogy káros hatásoktól szenvedő oldalra ülünk. Megérdemli, és rendelkezhetünk jobb egészséggel és tisztább környezettel, stabil éghajlattal, egészséges ökoszisztémákkal, az erőforrások fenntartható felhasználásával és kevesebb szükségével a károk ellen. Annyit kell nyernünk. A tudomány és a történetek, a Földünk, a fajunk, a mi Selvesünk révén reményt, optimizmust és gyakorlati megoldásokat tesz szükségessé, amelyeket külön-külön és együttesen alkalmazhatunk technológiánk zöldítésére, gazdaságunk zöldítésére, demokráciánk erősítésére és a társadalmi egyenlőség megteremtésére. Elérhető az Amazonon
A kiadótól:
Az Amazon vásárlásai fedezik az Ön költségeit InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, és a ClimateImpactNews.com ingyenesen és hirdető nélkül, amely nyomon követi az Ön böngészési szokásait. Még akkor is, ha rákattint egy linkre, de nem vásárolja meg ezeket a kiválasztott termékeket, bármi más, amit ugyanazon az Amazon látogatáskor vásárolt meg, kis jutalékot fizet nekünk. Nincsenek többletköltségek, ezért kérjük, járuljon hozzá az erőfeszítéshez. Te is használja ezt a linket bármikor felhasználhatja az Amazon-ra, így segítheti erőfeszítéseink támogatását.
