بیگ بنگ: بر اساس یک مطالعه‌ی جدید، ارتباط U شکل بین رژیم غذایی و اندازه در پستانداران خشکی مدرن نیز می‌تواند «جهانی» باشد، زیرا این رابطه حداقل 66 میلیون سال قدمت دارد و طیفی از گروه‌های جانوری مهره‌داران را پوشش می‌دهد.

به گزارش بیگ بنگ، چندین دهه از زمانی که اکولوژیست‌ها یک منحنی U شکل را از ترسیم رابطه‌ی اندازه‌ی رژیم غذایی پستانداران روی زمین بر روی نمودار شیب گیاه به پروتئین بدست آوردند، می‌گذرد. همانطور که در آن منحنی نشان داده شده است، علفخواران در سمت چپ و گوشتخواران در سمت راست بسیار بزرگتر از همه چیزخواران و بی‌مهرگان در وسط هستند.

با این حال، تا به امروز، عملاً هیچ تحقیقی به دنبال بررسی این الگو فراتر از پستانداران نبوده است. در یک مطالعه‌ی جدید، محققان دانشگاه نبراسکا-لینکلن و مؤسساتی در چهار قاره به این نتیجه رسیدند که این الگو در واقع به زمانی دور باز می‌گردد و برای پرندگان ساکن خشکی، خزندگان و حتی ماهی‌های آب‌ شور کاربرد دارد.

همچنین این مطالعه نشان می‌دهد که انقراض بزرگترین گیاهخواران و گوشتخواران به دست انسان باعث ایجاد اختلال در جزء اساسی اکوسیستم‌های گذشته و حال شده است و پیامدهای غیرقابل پیش‌بینی را در بر داشته است.

“ویل گیرتی” محقق فوق دکتری در نبراسکا و یکی از نویسندگان این مطالعه گفت: «ما مطمئن نیستیم که قرار است چه اتفاقی بیفتد، زیرا این اتفاق قبلاً رخ نداده است. اما از آنجایی که سیستم‌ها برای مدت زمان طولانی در وضعیتی بسیار ثابت مانده‌اند، نکته مهم این است که با خروج از این وضعیت، چه اتفاقی ممکن است بیفتد».

اندازه بالا، اندازه پایین

“گیرتی” گفت که تاریخچه تکاملی و زیست‌محیطی گونه‌های جانوری را می‌توان تا حدی از طریق تأثیرات درهم‌تنیده‌ی رژیم غذایی و اندازه متوجه شد. رژیم غذاییِ یک گونه میزان مصرف انرژی آن را تعیین می‌کند، که در نتیجه باعث رشد می‌شود و در نهایت به تعیین اندازه‌ی آن کمک می‌کند. با این حال، این اندازه می‌تواند کیفیت و کمیت غذای موجود برای یک گونه را محدود سازد، حتی اگر آستانه‌هایی را برای کیفیت و کمیت مورد نیاز برای بقا تعیین کند.

“گیرتی” افزود: «شما به اندازه‌ی غذایی که مصرف می‌کنید بزرگ می‌شوید. در عین حال، شما اغلب به اندازه‌ای بزرگ می‌شوید که برای پیدا کردن و فرآوریِ غذایتان به مشکلی برنخورید. بنابراین یک تعامل تکاملی در اینجا وجود دارد.»

از آنجایی که رژیم غذایی گیاهخواران از نظر تغذیه نسبتاً ضعیف است، آنها اغلب بیشتر رشد می‌کنند تا زمین‌های بیشتری را پوشش دهند و علوفه بیشتری پیدا کنند – و دارای دستگاه گوارش طولانی و پیچیده‌ای هستند که حداکثر مواد مغذی را از گیاهان استخراج می‌کند. در همین حال، گوشتخواران باید به اندازه‌ای بزرگ شوند که بتوانند با گیاهخواران کنار بیایند و آنها را از بین ببرند. اگرچه منوی بوفه‌ای همه‌چیزخواران معمولاً معده‌ی آنها سیر نگه می‌دارد، اما نیازهای بالای انرژی عموماً باعث می‌شود روی آجیل، حشرات و سایر غذاهای کوچک و پرانرژی تمرکز کنند. و در حالی که بی‌مهره‌خواران عمدتاً از طعمه‌های غنی از پروتئین لذت می‌برند، ماهیت کوچک آن طعمه، همراه با رقابت شدید بسیاری از بی‌مهره‌خواران دیگر، آنها را به کوچک‌ترین اندازه‌ها تنزل می‌دهد.

نتیجه نهایی: توزیع U شکل در هر دو اندازه‌ی متوسط بدن ​​و اندازه‌ی حداکثری بدن در پستانداران. برای تجزیه و تحلیل تعمیم‌پذیری این الگو در عصر مدرن، دانشمندان داده‌های اندازه بدن تعداد زیادی از گونه‌های بقا یافته را جمع‌آوری کرد: 5033 پستاندار، 8991 پرنده، 7356 خزنده و 2795 ماهی.

اگرچه این الگو در پستانداران دریایی و پرندگان دریایی وجود نداشت که احتمالاً به دلیل نیازهای منحصر به فرد زندگی در آب بود، اما در سایر گروه‌های مهره‌داران – خزندگان، ماهی‌های آب شور و پرندگان خشکی – که تیم تحقیقاتی مورد بررسی قرار داد، ظاهر شد. این الگو حتی در محیط‌های مختلف وجود دارد – برای مثال، جنگل‌ها در مقابل علفزارها و علفزارها در مقابل بیابان‌ها، یا اقیانوس اطلس استوایی در مقابل اقیانوس آرام شمالی معتدل هنگام تجزیه و تحلیل پستانداران خشکی، پرندگان خشکی و ماهی‌های آب شور.

“کیت لیونز” استادیار علوم زیستی در نبراسکا و یکی از نویسندگان این مقاله گفت: «وجود چنین رابطه‌ای در تمام این گروه‌های مختلف نشان می‌دهد که موضوعی اساسی در مورد چگونگی کسب انرژی مهره‌داران، نحوۀ تعامل آنها با یکدیگر و نحوۀ همزیستی آنها است. ما نمی‌دانیم که آیا این امر ضروری است – ممکن است راه‌های دیگری برای سازماندهی جوامع مهره‌داران با توجه به اندازه‌ی بدن و رژیم غذایی وجود داشته باشد – اما مطمئناً کافی است.

همینطور محققان دوست داشتند بدانند که منحنی U شکل چقدر دوام دارد. بنابراین، سوابق فسیلی 5427 گونه پستاندار را تجزیه و تحلیل کردند که قدمت برخی از آنها به دوره کرتاسۀ اولیه یعنی 145 تا 100 میلیون سال پیش باز می‌گردد. “لیون” و همکارانش در ابتدا داده‌های فسیلی را به عنوان بخشی از مطالعه سال 2018 در مورد انقراض پستانداران بزرگ به دست انسان و اجداد اخیرشان جمع‌آوری کردند.

“گیرتی” گفت: «به نظر من، این گسترده‌ترین تحقیق در مورد تکامل اندازه‌ی بدن و به ویژه رژیم غذایی در پستانداران در طول زمان است.» این تحقیق نشان داد که منحنی U شکل حداقل به 66 میلیون سال قبل باز می‌گردد، زمانی که دایناسورهای غیر پرنده به تازگی از بین رفته بودند، اما پستانداران هنوز نتوانسته بودند به طبقه حیوانی غالب که امروزه هستند، تنوع پیدا کنند.

“گیرتی افزود: «واقعاً جالب و شگفت‌انگیز است که این رابطه حتی زمانی که حیوانات غالبِ دیگری در اطراف وجود دارند، همچنان ادامه یافته است. ما گمان می‌کنیم که از زمان پیدایش پستانداران به عنوان یک گروه، این رابطه واقعاً وجود داشته است.»

شکل چیزهای آتی

دانشمندان با فهرست‌بندی حال و گذشته‌ی منحنی U، نتایج مربوط به آینده‌ی این منحنی یا حذف احتمالی آن را به دست آوردند. این تیم گزارش داد که اندازه‌ی متوسط ​​حیوانات گیاهخوار و همه‌چیزخوار از زمان ظهور نئاندرتال‌ها و هومو ساپینس (انسان خردمند) در چند صد هزار سال گذشته تقریباً 100 برابر کاهش یافته است و اندازه‌ی گوشتخواران در همان بازه زمانی حدود 10 برابر کاهش یافته است. در نتیجه، منحنی U که برای مدت طولانی ادامه داشته، شروع به هموار شدن محسوسی کرده است.

در این راستا، این تیم احتمال بیش از 50 درصدی را پیش‌بینی کرده که چندین پستاندار بزرگ و متوسط ​​- از جمله ببر و کرگدن جاوه‌ای، که هر دو انسان را تنها شکارچی خود می‌دانند – در 200 سال آینده منقرض شوند. به گفته‌ی محققان، این انقراض‌های پیش‌بینی‌شده تنها اختلال در منحنی U را تشدید می‌کند، تا حدی که از بین رفتن علفخواران بزرگ می‌تواند باعث از بین رفتن گوشتخواران بزرگی شود که آنها را شکار می‌کنند.

“گیرتی” می‌گوید: «مسلماً این امکان وجود دارد که وقتی برخی از این حیوانات را از بالای منحنی U خارج می‌کنیم و برخی از این محدوده‌های اندازۀ بدن را بهم می‌زنیم، نحوه‌ی تقسیم انرژی را تغییر دهیم. شاید این امر بتواند پیامدهای اساسی برای محیط زیست و اکوسیستم به عنوان یک کلیت داشته باشد.»

محققان به این نتیجه رسیدند که کاهش اندازۀ بدن پستانداران در آینده می‌تواند حتی از کاهش بی‌سابقه‌ای که در چند صد هزار سال گذشته مشاهده شده، پیشی بگیرد. “لیون” می‌گوید: «شما مدام می‌بینید که در ادبیات اکولوژیکی گفته می‌شود اکوسیستم‌ها اکنون پایداری کمتری دارند، کمتر انعطاف‌پذیر هستند و بیشتر مستعد فروپاشی هستند. من فکر می‌کنم این فقط یک سری شواهد است که نشان می‌دهد ممکن است واقعاً در آینده چنین اتفاقی بیفتد.» جزئیات بیشتر این پژوهش در مجله Nature Ecology and Evolution منتشر شده است.

ترجمه: سحر الله‌وردی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: scitechdaily.com