חוקרים מאוניברסיטת רייס חשפו קשר קריטי בין עליית הטמפרטורות והירידות באוכלוסיית המין, ושופכים אור חדש על האופן בו ההתחממות הגלובלית מאיימת על מערכות אקולוגיות טבעיות. המחקר, שפורסם ב אֵקוֹלוֹגִיָה בהובלת וולקר רודולף, חשף כי עליית הטמפרטורות מחמירה את התחרות בקרב אוכלוסיות, ובסופו של דבר הובילה להתרסקויות אוכלוסייה בטמפרטורות גבוהות יותר. הוא מציע את אחד האישור הניסיוני הברור הראשון כי עליית הטמפרטורות משנות את הכוחות השולטים על דינמיקת האוכלוסייה בטבע.
המחקר שלנו מספק קטע חסר חיוני להבנת ההשפעות הרחבות יותר של התחממות על אוכלוסיות טבעיות. גם כאשר נראה כי אורגניזמים בודדים משגשגים בטמפרטורות גבוהות יותר, האוכלוסייה בכללותה עשויה עדיין לסבול כתחרות על המשאבים מתעצמת. "
וולקר רודולף, פרופסור לביולוגי, אוניברסיטת רייס
כדי לחשוף כיצד הטמפרטורה משפיעה על התחרות ועל גידול האוכלוסייה, הצוות התמקד בדפניה פולקס, מין זואופלנקטון קטן שממלא תפקיד חיוני בקורי מזון מים מתוקים ובאיכות המים. על ידי מניפולציה של הטמפרטורה וצפיפות האוכלוסייה במסגרת מעבדה מבוקרת, החוקרים בידדו את ההשפעות של עליית הטמפרטורות על דינמיקת האוכלוסייה. התוצאות היו מרתקות ומטרידות כאחד.
הניסוי חשף כי התחרות בין האנשים התחזקה משמעותית ככל שהטמפרטורות עלו. למעשה, עבור כל 7 מעלות צלזיוס עלייה בטמפרטורה, השפעות התחרות הוכפלו, מה שגרם לירידה דרמטית של 50% אוכלוסייה בטמפרטורה הגבוהה ביותר שנבדקה. בעוד שהתחממות מתונה (12-19 צלזיוס) הגבירה תחילה את גידול האוכלוסייה על ידי האצת חילוף החומרים וההתרבות, בטמפרטורות גבוהות יותר יתרונות אלה נעלמו ככל שהגידול בתחרות גבה את אגרה, מה שהוביל לירידות באוכלוסייה חדה אפילו כאשר אורגניזמים בודדים סבלו את הטמפרטורות הגבוהות יותר.
לילי סטוקסה, אלומנה, אלומנה וחברת המחקר, אמרה כי "אנו יודעים שהטמפרטורות המתחממות מגבירים את חילוף החומרים וההתרבות באקטותרמות, אך מצאנו כי טמפרטורות חמות יותר יוצרות תחרות המגבילה את ההישרדות וההתרבות. סטוקסה ביצעה את הניסוי כחלק מהתזה הבכירה שלה לתואר ראשון במעבדה של רודולף וכעת היא עובדת בגן החיות של יוסטון. "ככל שהטמפרטורות עלו לקראת הגבול הפיזיולוגי של אוכלוסיות אלה, התחרות המוגברת החלה לעלות על היתרונות המטבוליים והביאה לירידות באוכלוסייה. זוהי אזהרה חשובה למערכות אקולוגיות העומדות בפני טמפרטורות עולות – אוכלוסיות יכולות להתקרב לטמפרטורות פחות חמורות ממה שחשבנו."
הממצאים מאתגרים את ההנחה שההתחממות תועיל תמיד לאוכלוסיות אקטותרמיות על ידי הגברת הצמיחה האישית. במקום זאת, הם מראים כי עלייה בטמפרטורות יכולות לפגוע באוכלוסיות על ידי תחרות מוגברת עוד לפני שהמתח הפיזיולוגי הופך לגורם קריטי. עלייה זו בתחרות יכולה גם לערער את יציבות האוכלוסיות, ולהעצים עוד יותר את הסיכון להכחדות מקומיות, במיוחד בסביבות עם תנודות טמפרטורה תכופות.
"הממצאים שלנו מראים שמינים רבים יכולים להתמודד עם ירידות אוכלוסיות מהירות הרבה לפני שהם מגיעים למגבלות הסובלנות התרמית שלהם", אמר זואי נייל, אלומנה והסטודנט לשעבר לתואר שני במעבדה של רודולף שעובד כיום כמדען נתונים במרכז הסרטן אנדרסון באוניברסיטת טקסס. "יש לכך השלכות עיקריות על השימור מכיוון שמשמעותה כי התמוטטות אוכלוסייה מונעת טמפרטורה עלולות להתרחש בספי התחממות נמוכים יותר מהצפוי בעבר ויכולים להשפיע על מינים שנחשבו שהם עמידים לשינויי טמפרטורה."
ככל שהטמפרטורות הגלובליות ממשיכות לעלות, מחקרים כמו זה מספקים תובנות מכריעות שיכולות לעזור לחזות ולהפחית את אובדן המגוון הביולוגי, צעד מפתח להבטיח שמינים ומערכות אקולוגיות פגיעות יקבלו את ההגנה הדרושה להם לפני שיהיה מאוחר מדי.
