الفراشات صغيرة الأجنحة وذات الألوان الفاتحة أكثر عرضة للتهديد من تغير المناخ

يقول فريق بقيادة علماء البيئة في جامعة كامبريدج، إن عائلة الفراشات الاستوائية وطول جناحها ولونها تؤثر جميعها على قدرتها على تحمل درجات الحرارة المرتفعة. يعتقد الباحثون أن هذا يمكن أن يساعد في تحديد الأنواع التي يتعرض بقاؤها للتهديد من تغير المناخ.

من المرجح أن تكون الفراشات ذات الأجنحة الملونة الأصغر أو الفاتحة “خاسرة ” عندما يتعلق الأمر بتغير المناخ، مع وجود عائلة Lycaenidae ، التي تحتوي على أكثر من 6000 نوع من الفراشات، يعيش معظمها في المناطق الاستوائية ، وهي معرضة للخطر بشكل خاص.

من المرجح أن تكون الفراشات ذات الأجنحة ذات الألوان الأكبر أو الداكنة أفضل حالًا في ظل درجات الحرارة المتزايدة ، ولكن إلى حد معين فقط. يقول الباحثون إن هذه الفراشات لا تزال تعاني من انخفاضات كبيرة إذا كانت هناك موجات حرارية مفاجئة أو إذا ضاعت مناخات مناخية باردة من خلال إزالة الغابات.

تم نشر النتائج اليوم في مجلة علم البيئة الحيوانية .

تعتمد الفراشات على دفء الشمس لمنحها الطاقة التي تحتاجها لتعمل. يستخدمون استراتيجيات “التنظيم الحراري” للحفاظ على درجة حرارة متوازنة للجسم ضد درجات حرارة الهواء المتغيرة.

بشكل عام ، تتضمن استراتيجيات الحفاظ على البرودة سلوكًا تكيفيًا مثل الطيران إلى مكان مظلل أو تحريك الأجنحة بعيدًا عن الشمس (التخزين المؤقت الحراري). ولكن عندما لا يكون ذلك ممكنًا أو تصبح درجات الحرارة شديدة الحرارة ، يتعين على الأنواع الاعتماد على الآليات الفسيولوجية مثل إنتاج بروتينات الصدمة الحرارية لتحمل درجات الحرارة المرتفعة ( التحمل الحراري ). كل من هاتين الاستراتيجيتين ضروريتان للتعامل مع تغير المناخ.

تعاون الباحثون مع معهد سميثسونيان للبحوث الاستوائية (STRI) لدراسة استراتيجيات التخزين المؤقت الحراري والتسامح الحراري للفراشات الاستوائية. لقد جمعوا البيانات من موائل متعددة في بنما.

تم تجهيز علماء البيئة بشبكات محمولة باليد ، وأخذوا درجة حرارة أكثر من 1000 فراشة باستخدام مسبار صغير يشبه مقياس الحرارة. قارنوا درجة حرارة كل فراشة بدرجة حرارة الهواء المحيط أو الغطاء النباتي الذي كانت تطفو عليه. أعطى هذا قياسًا للتخزين المؤقت الحراري – القدرة على الحفاظ على درجة حرارة ثابتة للجسم ضد درجات حرارة الهواء المتذبذبة.

تقييم التحمل الحراري للفراشات

أجريت تجربة ثانية في مرافق STRI Gamboa واشتملت على تقييم التحمل الحراري للفراشات – قدرتها على تحمل درجات الحرارة القصوى ، مثل تلك التي قد تتعرض لها أثناء موجة الحر.

تم تقييم ذلك من خلال التقاط مجموعة فرعية من الفراشات ووضعها في عبوات زجاجية داخل حمام مائي – زادت درجة حرارتها بشكل مطرد. تم تقييم التحمل الحراري على أنه درجة الحرارة التي لا تستطيع الفراشات العمل عندها.

تميل الفراشات ذات الأجنحة الكبيرة إلى أن تتمتع بقدرة أكبر على التخزين المؤقت الحراري ولكن تحمل حراريًا أقل من الفراشات الأصغر.

الفراشات ذات الأجنحة الأكبر والأطول أفضل في التخزين المؤقت الحراري

في دراسة أخرى أجراها نفس فريق البحث ، وُجد أن الفراشات ذات الأجنحة الأكبر والأطول والأضيق أفضل في التخزين المؤقت الحراري .

تم العثور على قدرات التخزين المؤقت الحراري لتكون أقوى في الفراشات ذات الأجنحة الداكنة والتي يمكنها أيضًا تحمل درجات حرارة أعلى من الفراشات ذات الأجنحة الشاحبة.

الفراشات من عائلة Lycaenidae ذات الأجنحة الصغيرة ، الساطعة ، والمتقزحة في كثير من الأحيان ، لديها أفقر تخزين حراري وتحمل حراري منخفض. إذا استمرت درجات الحرارة في الارتفاع بالمعدل الحالي ، واستمر قطع الغابات ، وفقد المناخ المحلي البارد ، فهناك تهديد حقيقي للغاية بأننا قد نفقد العديد من الأنواع في هذه العائلة في المستقبل ، كما يقول الباحثون.

لوحظت مفاضلة من حيث استراتيجيات تبريد الفراشات: تلك التي كانت جيدة في التخزين المؤقت الحراري كانت أقل جودة في التحمل الحراري والعكس صحيح.

يقول العلماء إن هذا يشير إلى أن الفراشات الاستوائية تطورت لتتأقلم مع التغيرات في درجات الحرارة باستخدام إحدى هذه الاستراتيجيات على حساب الأخرى، وأن هذا من المحتمل أن يكون بسبب الضغوط الانتقائية.

ضغط انتقائي لتطوير سلوكيات تجنب الحرارة

قال المؤلف الرئيسي Esme Ashe-Jepson قسم علم الحيوان في كامبريدج،”الفراشات ذات الخصائص الفيزيائية التي قد تساعدها على تجنب حرارة الشمس، مثل امتلاكها أجنحة كبيرة تمكنها من الطيران بسرعة في الظل، ونادرًا ما تعاني من درجات حرارة عالية، وبالتالي لم تتطور لتتأقلم مع من ناحية أخرى فإن الأنواع التي يمكنها التعامل مع درجات الحرارة المرتفعة من الناحية الفسيولوجية تعرضت لضغط انتقائي أقل لتطوير سلوكيات تجنب الحرارة.

“مع استمرار ارتفاع درجات الحرارة ، وتصغير أجزاء الغابات وتباعدها بسبب إزالة الغابات ، قد لا تتمكن الفراشات التي تعتمد على محيطها لتجنب درجات الحرارة المرتفعة من التنقل بين أجزاء الغابة ، أو التعامل مع موجات الحرارة الشائعة بشكل متزايد.”

يقول الباحثون إن هذا يعني أن الأنواع ذات الأجنحة الداكنة الكبيرة التي تكون جيدة في التخزين المؤقت الحراري قد لا تتأثر في البداية بدرجات حرارة الاحترار ، حيث يمكنها الاستمرار في التنظيم الحراري بفعالية باستخدام السلوك والمناخ المحلي ، لكن بقاءها قد يكون معرضًا للخطر إذا كانت هناك موجات حرارية مفاجئة، أو لم يعد بإمكانهم الهروب لتبريد الغطاء النباتي.

محتمل أن تتأثر جميع الحشرات

قال آش جيبسون: “في نهاية المطاف، من المحتمل أن تتأثر جميع الحشرات ، بما في ذلك الفراشات، بتغير المناخ”، “التكيف مع تغير المناخ أمر معقد ويمكن أن يتأثر بعوامل أخرى مثل تدمير الموائل. نحن بحاجة إلى مواجهة هذين التحديين العالميين معًا.”

هناك حاجة إلى مزيد من البحث لاستقصاء التأثير الذي قد يحدثه ارتفاع درجة حرارة المناخ على مراحل حياة الفراشات الأخرى ، مثل اليرقات والبيض ومجموعات الحشرات الأخرى.

قال كبير المؤلفين جريج لاماري ، في الأكاديمية التشيكية للعلوم والبحوث المساعد في STRI ، “في جميع أنحاء العالم ، يلاحظ معظم علماء الحشرات انخفاضًا حادًا في التنوع البيولوجي للحشرات، أصبح فهم أسباب ونتائج تدهور الحشرات هدفًا مهمًا في علم البيئة ، لا سيما في المناطق المدارية ، حيث يحدث معظم التنوع الأرضي “.