สัตว์ทุกชนิดต้องการพลังงานในการดำรงชีวิต พวกเขาใช้มันในการหายใจ ไหลเวียนของเลือด ย่อยอาหารและเคลื่อนไหว สัตว์เล็กใช้พลังงานในการเจริญเติบโต และในช่วงชีวิตต่อมาเพื่อสืบพันธุ์
อุณหภูมิร่างกายที่เพิ่มขึ้นจะเพิ่มอัตราการใช้พลังงานของสัตว์ เนื่องจากสัตว์เลือดเย็นอาศัยสภาวะความร้อนของสภาพแวดล้อมในการควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย จึงคาดว่าจะต้องการพลังงานมากขึ้นเมื่อโลกร้อนขึ้น อย่างไรก็ตาม งานวิจัยใหม่ของเราซึ่งตีพิมพ์ในวารสารNature Climate Changeระบุว่า อุณหภูมิ
ไม่ได้เป็นเพียงปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมเท่านั้นที่ส่งผลต่อความต้อง
การพลังงานในอนาคตของสัตว์เลือดเย็น วิธีที่พวกมันโต้ตอบกับสายพันธุ์อื่นก็มีบทบาทเช่นกัน การค้นพบของเราชี้ให้เห็นว่าสัตว์เลือดเย็นจะต้องการพลังงานมากขึ้นในโลกที่ร้อนกว่าที่เคยคิดไว้ สิ่งนี้อาจเพิ่มความเสี่ยงต่อการสูญพันธุ์ อัตราการเผาผลาญได้รับอิทธิพลจากปัจจัยหลายอย่าง รวมถึงขนาดร่างกายและระดับกิจกรรม สัตว์ขนาดใหญ่มีอัตราการเผาผลาญสูงกว่าสัตว์ขนาดเล็ก และสัตว์ที่เคลื่อนไหวมีอัตราการเผาผลาญสูงกว่าสัตว์ที่ไม่ใช้งาน
อัตราการเผาผลาญยังขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของร่างกายด้วย เนื่องจากอุณหภูมิส่งผลต่ออัตราที่ปฏิกิริยาทางชีวเคมีที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญพลังงานดำเนินไป โดยทั่วไป หาก อุณหภูมิร่างกายของสัตว์เพิ่มขึ้น อัตราการเผาผลาญของสัตว์จะเร่งขึ้นอย่างทวีคูณ
สัตว์ส่วนใหญ่ที่มีชีวิตอยู่ในปัจจุบันเป็นสัตว์เลือดเย็นหรือ “ectotherm” แมลง หนอน ปลา กุ้ง สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก และสัตว์เลื้อยคลาน – โดยพื้นฐานแล้วสิ่งมีชีวิตทั้งหมดยกเว้นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนก – เป็นสัตว์อื่น
เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เกิดจากมนุษย์ทำให้อุณหภูมิโลกสูงขึ้น อุณหภูมิร่างกายของสัตว์เลือดเย็นก็คาดว่าจะสูงขึ้นเช่นกัน
นักวิจัยกล่าวว่าอัตราเมแทบอลิซึมของ ectotherms บนบกบางชนิดอาจเพิ่มขึ้นแล้วระหว่าง 3.5% ถึง 12% เนื่องจากภาวะโลกร้อนที่เกิดขึ้นแล้ว แต่การคาดคะเนนี้ไม่ได้คำนึงถึงความสามารถของสัตว์ในการ “ปรับตัว” ทางสรีรวิทยากับอุณหภูมิที่อุ่นขึ้น การปรับตัวให้ชินกับสภาพแวดล้อมหมายถึงความสามารถของสัตว์ในการสร้างสรีรวิทยาใหม่เพื่อรับมือกับการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อม
แต่แทบจะไม่สามารถปรับตัวให้ชินกับสภาพแวดล้อมได้อย่างเต็ม
ที่เพื่อลบล้างผลกระทบของอุณหภูมิต่อกระบวนการเมแทบอลิซึม ด้วยเหตุนี้ ภายในสิ้นศตวรรษนี้ ectotherms บนบกยังคงถูกคาดการณ์ว่าจะมีอัตราการเผาผลาญสูงกว่าที่เป็นอยู่ ประมาณ 20% ถึง 30%
การมีอัตราการเผาผลาญที่สูงขึ้นหมายความว่าสัตว์จะต้องการอาหารมากขึ้น ซึ่งหมายความว่าพวกมันอาจอดตายหากไม่มีอาหารมากกว่านี้ และทำให้พวกมันมีพลังงานน้อยลงในการหาคู่และสืบพันธุ์
อ่านเพิ่มเติม: ทำไมสัตว์ขนาดใหญ่ถึงประหยัดพลังงานได้มากกว่า คำตอบใหม่ของปริศนาทางชีววิทยาที่มีอายุหลายศตวรรษ
ความพยายามในการวิจัยก่อนหน้านี้เพื่อทำความเข้าใจต้นทุนด้านพลังงานของภาวะโลกร้อนสำหรับ ectotherms ถูกจำกัดด้วยประการที่สำคัญประการหนึ่ง พวกเขาใช้สัตว์เป็นส่วนใหญ่ในการศึกษาในสภาพแวดล้อมของห้องปฏิบัติการที่ค่อนข้างเรียบง่าย ซึ่งความท้าทายเดียวที่พวกเขาเผชิญคือการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
อย่างไรก็ตาม สัตว์ต้องเผชิญกับความท้าทายอื่นๆ อีกมากมายในธรรมชาติ ซึ่งรวมถึงการมีปฏิสัมพันธ์กับสายพันธุ์อื่น เช่น การแข่งขันเพื่อแย่งชิงอาหารและความสัมพันธ์ระหว่างผู้ล่ากับเหยื่อ
แม้ว่าสปีชีส์จะมีปฏิสัมพันธ์กันตลอดเวลาในธรรมชาติ แต่เราแทบไม่ได้ศึกษาว่าสิ่งนี้ส่งผลต่ออัตราเมแทบอลิซึมอย่างไร
เราต้องการตรวจสอบว่าปฏิสัมพันธ์ของสปีชีส์อาจเปลี่ยนแปลงการคาดการณ์เกี่ยวกับต้นทุนพลังงานของภาวะโลกร้อนสำหรับสัตว์เลือดเย็นได้อย่างไร ในการทำเช่นนี้เราหันไปหาแมลงวันผลไม้ (จากสกุลDrosophila ).
แมลงวันผลไม้วางไข่ในซากพืชที่เน่าเปื่อย ตัวอ่อนที่ฟักออกจากไข่เหล่านี้จะมีปฏิสัมพันธ์และแย่งชิงอาหารกัน
การศึกษาของเราเกี่ยวข้องกับการเลี้ยงแมลงวันผลไม้เพียงตัวเดียวหรือรวมกันที่อุณหภูมิต่างกัน เราพบว่าเมื่อตัวอ่อนของแมลงวันผลไม้ 2 สายพันธุ์แข่งขันกันเพื่อเป็นอาหารในอุณหภูมิที่อุ่นกว่า พวกมันมีความกระตือรือร้นเมื่อโตเต็มวัยมากกว่าตัวเต็มวัยที่ไม่ได้แข่งขันกับสายพันธุ์อื่นในฐานะตัวอ่อน ซึ่งหมายความว่าพวกเขายังใช้พลังงานมากขึ้นด้วย
จากนี้ เราใช้แบบจำลองเพื่ออนุมานว่าปฏิสัมพันธ์ของสปีชีส์ที่อุณหภูมิโลกร้อนขึ้นจะเพิ่มความต้องการพลังงานในอนาคตของแมลงวันผลไม้ระหว่าง 3% ถึง 16%
การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่าการศึกษาก่อนหน้านี้ได้ประเมินค่าพลังของภาวะโลกร้อนสำหรับ ectotherms ต่ำเกินไป นั่นหมายถึงวิธีการทางสรีรวิทยาอย่างหมดจดเพื่อทำความเข้าใจผลที่ตามมาของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศสำหรับสัตว์เลือดเย็นน่าจะไม่เพียงพอ
Credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
