هل تصبح الأسماك أصغر حجما بسبب تغير المناخ؟

وجدت دراسة جديدة أجراها علماء في جامعة ماساتشوستس أمهرست أنه لا يوجد دليل فسيولوجي يدعم نظرية رائدة (تتضمن المساحة السطحية لخياشيم الأسماك) حول سبب “تقلص” العديد من أنواع الأسماك مع ارتفاع درجة حرارة المياه بسبب تغير المناخ .

أجرى الباحثون تجارب طويلة الأمد على سمك السلمون المرقط، ووجدوا أن ارتفاع درجات الحرارة يؤدي إلى صغر حجم الحيوانات، لكن نظرية مساحة سطح الخياشيم لا تفسر السبب.

وقال جوشوا لونثير، المحاضر في علم الأحياء في جامعة ماساتشوستس أمهرست والمؤلف الرئيسي للدراسة: “نحن نعلم أن تغير المناخ العالمي يحدث، وأن محيطاتنا وأنهارنا تزداد دفئا”، “نحن نعلم أن العديد من الحيوانات، وليس الأسماك فقط،

تنمو إلى أحجام أصغر من أجسام البالغين تحت درجاتحرارة أكثر دفئا.

وأوضح “لدينا أيضًا اسم لذلك، وهو قاعدة حجم درجة الحرارة، ولكن على الرغم من عقود من البحث، ما زلنا لا نفهم سبب انخفاض الحجم مع زيادة درجة الحرارة.”

ما هو الحجم الأصغر الذي يمكن أن تصل إليهالأسماك؟

وفي دراسات أخرى، اقترح أنه مع تفاقم تغير المناخ، يمكن أن يتقلص حجم الأسماك بنسبة 20-30%، وفقا لباحثين من جامعة كولومبيا البريطانية.

وجدت دراسة أجريت عام 2020 في ألاسكا، أن مروحيات شينوك في منطقة يوكون أصغر بنسبة 10% مما كانت عليه في عام 1990.

ماذا وجدت الدراسة الجديدة؟

استبعدت الدراسة الجديدة النظرية الرائدة حول سبب صغر حجم الأسماك، وهي أن نمو الأسماك محدود بكمية الأكسجين التي يمكن أن تسحبها الخياشيم من الماء.

نظرية تحديد الأكسجين الخيشومي

تُعرف هذه النظرية باسم نظرية تحديد الأكسجين الخيشومي (GOL)، وقد تم اقتراحها كآلية عالمية تشرح حجم الأسماك، وقد تم استخدامها في بعض التنبؤات بشأن إنتاجية مصايد الأسماك العالمية المستقبلية.

مع ارتفاع درجة حرارة الماء، تتسارع العمليات البيوكيميائية للأسماك وتتطلب المزيد من الأكسجين، تؤكد نظرية GOL أن الخياشيم لها مساحة سطحية محدودة مما يحد من كمية الأكسجين التي يمكنها توفيرها، وبالتالي لا يمكن للأسماك أن تنمو بهذا الحجم الكبير في ظل ظروف الماء الدافئ، ولذلك، فإن الأسماك “تتقلص” لتناسب الأكسجين المحدود الذي يمكن أن توفره خياشيمها.

وترتكز نظرية GOL على التوقعات النموذجية التي تم الاستشهاد بها على نطاق واسع بشأن التخفيضات الجذرية في إنتاجية مصايد الأسماك العالمية في المستقبل.

ويشمل ذلك التوقعات التي يستخدمها الاتحاد الدولي للحفاظ على الطبيعة، ولكن لم يتم اختبارها بشكل مباشر على الإطلاق.

وقالت المؤلفة الرئيسية ليزا كوموروسكي، الأستاذة المساعدة في الحفاظ على البيئة في جامعة ماساتشوستس أمهيرست: “لقد صممنا سلسلة من التجارب طويلة المدى، والتي تمثل مجتمعة أول جهد لاختبار GOL تجريبيًا”.

ماذا أظهرت التجربة؟

بمجرد أن تم اختبارهم – سمك السلمون المرقط الصغير الذي كان يزن في البداية ما بين جرام واحد وجرامين لكل منهم – تم وضعهم في خزانات، بعضها يحتوي على ماء عادي بدرجة حرارة 15 درجة مئوية، وبعضها يحتوي على ماء دافئ إلى 20 درجة مئوية.

تم وزن الأسماك وقياسها في بداية التجربة، ثم شهريًا بعد ذلك، كما تم قياس استهلاكهم للأكسجين بعد أسبوعين وثلاثة أشهر وستة أشهر كوسيلة للتأكد من معدل الأيض.

أخيرًا، جمع الباحثون عينات من الخياشيم من نفس السمكة لقياس التغيرات في مساحة سطح الخياشيم، كان سمك السلمون المرقط الموجود في الخزانات الأكثر دفئًا أصغر حجمًا، كما هو متوقع، ومتوافقًا مع قاعدة حجم درجة الحرارة.

ومع ذلك، كانت مساحة سطح الخياشيم أكثر من كافية لتلبية الاحتياجات الحيوية للأسماك، مما يعني أن نموها لم يكن محدودًا بمساحة سطح الخياشيم، كما توقع GOL.

علاوة على ذلك، وجد الفريق أنه على الرغم من أن معدلات الأيض لدىؤ زادت عند علامة الثلاثة أشهر، إلا أنه بعد ستة أشهر عاد معدل الأكسجين إلى طبيعته، مما يشير إلى أن الأسماك يمكنها تعديل وظائفها الفسيولوجية بمرور الوقت لمراعاة درجات الحرارة.

ماذا يعني هذا؟

ويقول الباحثون، إن هناك حاجة إلى مزيد من الأبحاث متعددة التخصصات لفهم سبب صغر حجم الأسماك، ويوضحون، أن فهم ذلك سيكون أمرًا أساسيًا للتنبؤ بتأثير تغير المناخ على الأسماك في المستقبل.

مجموعة من العوامل

وقال كوموروسكي: “يسلط عملنا الضوء على أهمية تعدد التخصصات، يميل علماء مصايد الأسماك وعلم البيئة الكلية إلى العمل على مستوى السكان والأنواع، بينما يميل علماء وظائف الأعضاء إلى العمل على المستويين الفردي والخلوي.

ويوضح “لكن هذه فروق أكاديمية، وليست طبيعية، وإذا أردنا مساعدة الأسماك على البقاء في المياه الدافئة، فنحن بحاجة إلى العمل عبر النطاقات البيولوجية والانضمام إلى رؤى كل هذه المجالات”.

وقال لونثير إن العلماء “لا يعرفون” ما الذي يجعل الأسماك أصغر حجمًا، مضيفًا: “قد لا يكون ذلك آلية واحدة، بل قد يكون مجموعة من العوامل، بما في ذلك استخدام الأكسجين، نحن بحاجة إلى المزيد من الدراسات طويلة المدى متعددة التخصصات حتى نتمكن من فهم أفضل السبل للتكيف مع عالمنا الذي يزداد حرارةً.”