Τα έντομα θα δυσκολευτούν να συμβαδίσουν με την άνοδο της παγκόσμιας θερμοκρασίας

Σε μια νέα μελέτη, οι συνάδελφοί μου και εγώ αξιολογήσαμε πόσο καλά 102 είδη εντόμων μπορούν να προσαρμόσουν τα κρίσιμα θερμικά τους όρια για να επιβιώσουν σε ακραίες θερμοκρασίες. Βρήκαμε ότι τα έντομα έχουν αδύναμη ικανότητα να το κάνουν, καθιστώντας τα ιδιαίτερα ευάλωτα στην κλιματική αλλαγή, κάτι που θα μπορούσε να είναι άσχημα νέα για εμάς τους ανθρώπους.

Γράφει η Hester Weaving,
Υποψήφιa διδάκτωρ Εντομολογίας,
Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ

Τα ζώα μπορούν να αντέξουν μόνο θερμοκρασίες εντός ενός δεδομένου εύρους. Οι ανώτερες και κατώτερες θερμοκρασίες αυτού του εύρους ονομάζονται κρίσιμα θερμικά όρια. Καθώς αυτά τα όρια ξεπερνιούνται, ένα ζώο πρέπει είτε να προσαρμοστεί είτε να μεταναστεύσει σε ένα πιο δροσερό κλίμα.

Ωστόσο, οι θερμοκρασίες αυξάνονται σε όλο τον κόσμο με γρήγορους ρυθμούς. Οι καύσωνες που έσπασαν ρεκόρ σε όλη την Ευρώπη αυτό το καλοκαίρι είναι ενδεικτικοί αυτού. Τέτοιοι καύσωνες μπορούν να προκαλέσουν τακτική υπέρβαση των κρίσιμων θερμικών ορίων, θέτοντας σε κίνδυνο πολλά είδη.

Η επίδραση της κλιματικής αλλαγής στα έντομα θα μπορούσε να έχει βαθιές συνέπειες για την ανθρώπινη ζωή.

Πολλά είδη εντόμων εξυπηρετούν σημαντικές οικολογικές λειτουργίες, ενώ η μετακίνηση άλλων μπορεί να διαταράξει την ισορροπία των οικοσυστημάτων.

Πώς προσαρμόζονται τα ζώα στις ακραίες θερμοκρασίες;

Ένα ζώο μπορεί να επεκτείνει τα κρίσιμα θερμικά του όρια είτε μέσω εγκλιματισμού είτε προσαρμογής. Ο εγκλιματισμός συμβαίνει κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ζώου (συχνά μέσα σε ώρες).

Είναι η διαδικασία με την οποία η προηγούμενη έκθεση βοηθά στην προστασία ενός ζώου ή ενός εντόμου από το μεταγενέστερο περιβαλλοντικό στρες.

Οι άνθρωποι εγκλιματίζονται στην έντονη έκθεση στην υπεριώδη ακτινοβολία μέσω του σταδιακού μαυρίσματος που αργότερα προστατεύει το δέρμα από τις βλαβερές ακτίνες UV.

Ένας τρόπος για να εγκλιματιστούν τα έντομα είναι η παραγωγή πρωτεϊνών θερμικού σοκ ως απόκριση στην έκθεση στη θερμότητα. Αυτό αποτρέπει τον θάνατο των κυττάρων κάτω από ακραίες θερμοκρασίες.

Τα έντομα σε θερμότερα περιβάλλοντα αναπτύσσουν λιγότερα σημεία για να μειώσουν τη συγκράτηση της θερμότητας. Μερικά έντομα μπορούν επίσης να χρησιμοποιήσουν χρώμα για να εγκλιματιστούν.

Οι πασχαλίτσες που αναπτύσσονται σε ζεστά περιβάλλοντα αναδύονται από το στάδιο της νύμφης με λιγότερες κηλίδες από τα έντομα που αναπτύσσονται στο κρύο. Καθώς οι πιο σκούρες κηλίδες απορροφούν τη θερμότητα, η ύπαρξη λιγότερων κηλίδων διατηρεί το έντομο πιο δροσερό.

Η προσαρμογή συμβαίνει όταν χρήσιμα γονίδια περνούν από γενεές μέσω της εξέλιξης. Υπάρχουν πολλά παραδείγματα ζώων που εξελίσσονται ως απάντηση στην κλιματική αλλαγή.

Τα τελευταία 150 χρόνια, ορισμένα αυστραλιανά είδη παπαγάλων, όπως τα κακάτου και οι παπαγάλοι με κόκκινα ράμφη, έχουν αναπτύξει μεγαλύτερα ράμφη. Καθώς μεγαλύτερη ποσότητα αίματος μπορεί να εκτραπεί σε μεγαλύτερο ράμφος, μπορεί να εκμπέμπει περισσότερη θερμότητα στο περιβάλλον.

Ωστόσο, η εξέλιξη εμφανίζεται σε μεγαλύτερη περίοδο από τον εγκλιματισμό και μπορεί να μην επιτρέψει στα κρίσιμα θερμικά όρια να προσαρμοστούν σύμφωνα με τον τρέχοντα ρυθμό αύξησης της παγκόσμιας θερμοκρασίας.

Τα ανώτερα θερμικά όρια εξελίσσονται ιδιαίτερα αργά, γεγονός που μπορεί να οφείλεται στις μεγάλες γενετικές αλλαγές που απαιτούνται για μεγαλύτερη ανοχή στη θερμότητα.

Η έρευνα για το πώς ο εγκλιματισμός μπορεί να βοηθήσει τα ζώα να επιβιώσουν από την εξαιρετική άνοδο της θερμοκρασίας έχει γίνει επομένως ένας τομέας αυξανόμενου επιστημονικού ενδιαφέροντος.

Αδύναμη ικανότητα προσαρμογής σε ακραίες θερμοκρασίες

Όταν εκτέθηκαν σε μια αλλαγή θερμοκρασίας κατά 1 βαθμό Κελσίου, διαπιστώσαμε ότι τα έντομα μπορούσαν να τροποποιήσουν μόνο το ανώτερο θερμικό τους όριο κατά περίπου 10% και το κατώτερο όριο κατά περίπου 15% κατά μέσο όρο. Συγκριτικά, μια ξεχωριστή μελέτη διαπίστωσε ότι τα ψάρια και τα καρκινοειδή θα μπορούσαν να τροποποιήσουν τα όριά τους κατά περίπου 30%.

Αλλά διαπιστώσαμε ότι υπάρχουν παράθυρα κατά την ανάπτυξη όπου ένα έντομο έχει μεγαλύτερη ανοχή στη θερμότητα. Καθώς τα νεαρά έντομα είναι λιγότερο κινητικά από τα ενήλικα, είναι λιγότερο ικανά να χρησιμοποιήσουν τη συμπεριφορά τους για να τροποποιήσουν τη θερμοκρασία τους. Μια κάμπια στο στάδιο του κουκουλιού της, για παράδειγμα, δεν μπορεί να μετακινηθεί στη σκιά για να ξεφύγει από τη ζέστη.

Εκτεθειμένο σε μεγαλύτερες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας, αυτό το ακίνητο στάδιο της ζωής έχει αντιμετωπίσει ισχυρή εξελικτική πίεση για να αναπτύξει μηχανισμούς για να αντέχει την καταπόνηση της θερμοκρασίας.

Τα νεαρά έντομα είχαν γενικά μεγαλύτερη ικανότητα εγκλιματισμού σε αυξανόμενες θερμοκρασίες από τα ενήλικα έντομα. Οι ανήλικοι μπόρεσαν να τροποποιήσουν το ανώτερο θερμικό τους όριο κατά 11% κατά μέσο όρο, σε σύγκριση με 7% για τους ενήλικες.

Αλλά δεδομένου ότι η ικανότητά τους να εγκλιματιστούν είναι ακόμα σχετικά ασθενής και μπορεί να πέσει καθώς ένα έντομο φεύγει από αυτό το στάδιο τής ζωής, ο αντίκτυπος είναι πιθανό να είναι περιορισμένος για την προσαρμογή στη μελλοντική κλιματική αλλαγή.

Τι σημαίνει αυτό για το μέλλον;

Μια αδύναμη ικανότητα προσαρμογής σε υψηλότερες θερμοκρασίες θα σημαίνει ότι πολλά έντομα θα χρειαστεί να μεταναστεύσουν σε ψυχρότερα κλίματα για να επιβιώσουν. Η μετακίνηση των εντόμων σε νέα περιβάλλοντα θα μπορούσε να διαταράξει την ευαίσθητη ισορροπία των οικοσυστημάτων.

Τα έντομα ευθύνονται για την απώλεια του 40% της παγκόσμιας φυτικής παραγωγής. Καθώς η γεωγραφική κατανομή τους αλλάζει, τα παράσιτα θα μπορούσαν να απειλήσουν περαιτέρω την επισιτιστική ασφάλεια.

Μία έκθεση του ΟΗΕ από το 2021 κατέληξε στο συμπέρασμα ότι οι φθινοπωρινοί πληθυσμοί σκουληκιών, που τρέφονται με καλλιέργειες, όπως ο αραβόσιτος, έχουν ήδη επεκτείνει το εύρος τους λόγω της κλιματικής αλλαγής.

Η μετανάστευση των εντόμων μπορεί επίσης να έχει βαθιές επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία. Πολλές από τις κύριες ασθένειες που προσβάλλουν τον άνθρωπο, συμπεριλαμβανομένης της ελονοσίας, μεταδίδονται από έντομα.

Η μετακίνηση των εντόμων με την πάροδο του χρόνου αυξάνει την πιθανότητα εισαγωγής μολυσματικών ασθενειών σε μεγαλύτερα γεωγραφικά πλάτη.

Πάνω από 770 κρούσματα του ιού του Δυτικού Νείλου έχουν καταγραφεί στην Ευρώπη φέτος. Η περιοχή Βένετο της Ιταλίας, όπου προέρχεται η πλειοψηφία των κρουσμάτων, έχει αναδειχθεί ως ιδανικός βιότοπος για τα κουνούπια Culex, τα οποία μπορούν να φιλοξενήσουν και να μεταδώσουν τον ιό. Νωρίτερα φέτος, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι ο αριθμός των κουνουπιών στην περιοχή είχε αυξηθεί κατά 27%.

Τα είδη εντόμων που δεν μπορούν να μεταναστεύσουν μπορεί επίσης να εξαφανιστούν. Αυτό είναι ανησυχητικό γιατί πολλά έντομα εκτελούν σημαντικές οικολογικές λειτουργίες.

Τ0 75% των καλλιεργειών που παράγονται παγκοσμίως γονιμοποιούνται από επικονιαστές. Η απώλειά τους θα μπορούσε να προκαλέσει απότομη μείωση της παγκόσμιας παραγωγής τροφίμων.

Η ευπάθεια των εντόμων στις ακραίες θερμοκρασίες σημαίνει ότι αντιμετωπίζουμε ένα αβέβαιο και ανησυχητικό μέλλον εάν δεν μπορούμε να περιορίσουμε τον ρυθμό της κλιματικής αλλαγής.

Ένας ξεκάθαρος τρόπος προστασίας αυτών των ειδών είναι η επιβράδυνση του ρυθμού της κλιματικής αλλαγής με τη μείωση της κατανάλωσης ορυκτών καυσίμων.

Σε μικρότερη κλίμακα, η δημιουργία σκιερών οικοτόπων, που περιέχουν ψυχρότερα μικροκλίματα, θα μπορούσε να προσφέρει ουσιαστική ανάπαυλα για τα έντομα που αντιμετωπίζουν αυξανόμενες θερμοκρασίες.

Πηγή: www.theconversation.com