Klimatske promene izazvane ljudima sve više oblikuju životnu sredinu na Zemlji. Rastuće temperature, brze promene padavina i sezonalnosti, i zakiseljavanje okeana predstavljaju izmenjeno okruženje za mnoge životinjske vrste. Kako se životinje prilagođavaju ovim novim, često ekstremnim uslovima?
Nervni sistem životinja igra centralnu ulogu u omogućavanju i ograničavanju načina na koji reaguju na promenu klime. Kao biolog i neuronaučnik, dva moja glavna istraživačka interesovanja uključuju razumevanje kako životinje prihvataju temperaturne ekstreme i identifikaciju sila koje oblikuju strukturu i funkciju životinjskog nervnog sistema, posebno mozga. Ukrštanje ovih interesovanja navelo me je da istražim efekte klime na nervni sistem i kako će životinje verovatno reagovati na okruženja koja se brzo menjaju.
Sve glavne funkcije nervnog sistema – otkrivanje čula, mentalna obrada i usmeravanje ponašanja – su kritične. Oni omogućavaju životinjama da se kreću u svom okruženju na načine koji im omogućavaju opstanak i reprodukciju. Klimatske promene će verovatno uticati na ove funkcije, često na gore.
Promenljive temperature pomeraju energetsku ravnotežu ekosistema – od biljaka koje proizvode energiju sunčeve svetlosti do životinja koje konzumiraju biljke i druge životinje – posledično menjajući senzorne svetove koje životinje doživljavaju. Verovatno je da će klimatske promene izazvati sva njihova čula, od vida i ukusa do mirisa i dodira.
Životinje poput sisara delimično opažaju temperaturu pomoću posebnih receptorskih proteina u svom nervnom sistemu koji reaguju na toplotu i hladnoću, praveći razliku između umerenih i ekstremnih temperatura. Ovi receptorski proteini pomažu životinjama da traže odgovarajuća staništa i mogu igrati ključnu ulogu u tome kako životinje reaguju na promenljive temperature.
Klimatske promene remete znake životne sredine na koje se životinje oslanjaju da bi rešile probleme kao što su izbor staništa, pronalaženje hrane i biranje partnera. Neke životinje, kao što su komarci koji prenose parazite i patogene, oslanjaju se na temperaturne gradijente da bi se orijentisali u svom okruženju. Promene temperature menjaju gde i kada komarci traže domaćine, što dovodi do promena u prenosu bolesti.
Način na koji klimatske promene utiču na hemijske signale koje životinje koriste da komuniciraju jedna sa drugom ili nanose štetu konkurentima može biti posebno složen jer su hemijska jedinjenja veoma osetljiva na temperaturu.
Nekada pouzdani izvori informacija kao što su sezonske promene dnevnog svetla mogu izgubiti svoju korisnost kako se ne spajaju. Ovo bi moglo da izazove prekid veze između dužine dana i cvetanja i plodonošenja biljaka, kao i prekide u ponašanju životinja kao što su hibernacija i migracija kada dužina dana više ne predviđa dostupnost resursa.
Rastuće temperature mogu poremetiti razvoj i funkcionisanje životinjskog mozga, sa potencijalno negativnim efektima na njihovu sposobnost da se efikasno prilagode novom okruženju. Klimatske promene guraju sve više i više komaraca da uzimaju ljude kao svoje omiljene domaćine.
Istraživači su dokumentovali kako ekstremne temperature mogu da promene pojedinačne neurone na genetskom i strukturnom nivou, kao i kako je mozak organizovan kao celina.
U morskim sredinama, istraživači su otkrili da klimatske promene hemije vode kao što je zakiseljavanje okeana mogu uticati na opšte kognitivne performanse i senzorne sposobnosti životinja, kao što je praćenje mirisa kod grebenskih riba i ajkula.
Životinje mogu reagovati na klimatske nedaće promenom lokacija, od promene mikrostaništa koja koriste do promene svog geografskog područja.
Aktivnost se takođe može prebaciti na različite periode dana ili na nova godišnja doba. Ovi odgovori u ponašanju mogu imati velike implikacije na stimulanse životne sredine kojima će životinje biti izložene.
Na primer, ribe u morima koje se zagrevaju prešle su u hladnije, dublje vode koje imaju dramatično drugačiji intenzitet svetlosti i raspon boja od onih na koje su navikli njihovi vizuelni sistemi. Štaviše, pošto sve vrste neće promeniti svoje ponašanje na isti način, vrste koje se presele u novo stanište, doba dana ili godišnje doba će se suočiti sa novim, uključujući biljke za hranu i životinje plen, konkurente i predatore i patogene.
Promene u ponašanju izazvane klimatskim promenama će restrukturirati ekosisteme širom sveta, sa složenim i nepredvidivim ishodima.
Životinjski mozak je izuzetno fleksibilan, razvijen da odgovara individualnom iskustvu životne sredine. Oni su čak i suštinski sposobni da se promene u odraslom dobu.
Ali studije koje su upoređivale vrste su videle jake uticaje životne sredine na evoluciju mozga. Nervni sistem životinja evoluira tako da odgovara senzornom okruženju prostora aktivnosti svake vrste. Ovi obrasci sugerišu da će novi klimatski režimi na kraju oblikovati nervni sistem prisiljavajući ih da se razvijaju.
Kada genetika ima jak uticaj na razvoj mozga, nervni sistemi koji su fino prilagođeni lokalnom okruženju mogu izgubiti svoju prilagodljivost sa klimatskim promenama. Ovo može otvoriti put novim adaptivnim rešenjima. Kako se opseg i značaj senzornih stimulusa i sezonskih znakova menjaju, prirodna selekcija će favorizovati one sa novim senzornim ili kognitivnim sposobnostima.
Neki delovi nervnog sistema su ograničeni genetskim adaptacijama, dok su drugi plastičniji i osetljiviji na uslove okoline. Bolje razumevanje načina na koji se životinjski nervni sistemi prilagođavaju okruženjima koja se brzo menjaju pomoći će da se predvidi kako će klimatske promene uticati na sve vrste.
