رازهایی که فضولات پنگوئن ها از بحران اقلیمی در قطب جنوب فاش می نمایند - مجله هاستفا

در این مقاله می خواهیم بررسی کنیم که چگونه فضولات پنگوئن ها از فضا دیده می شود و چرا تغییر رژیم غذایی این پرندگان زنگ خطری جدی برای کل اقیانوس منجمد جنوبی است. آیا این تغییرات نشان دهنده فروپاشی تدریجی هرم غذایی در قطب جنوب است یا پنگوئن ها می توانند خود را با شرایط نو وفق دهند؟

لیست مطالب

• 1. پنگوئن ها به عنوان سنجه های تغییرات زیست محیطی
• 2. چالش های لجستیکی پژوهش در قطب جنوب
• 3. ردیابی فضولات پنگوئن ها از مدار زمین
• 4. سنجش رنگ فضولات با استفاده از فناوری طیف سنجی
• 5. پیامدهای تغییر رژیم غذایی بر بقای جوجه ها
• 6. رقابت بر سر منابع غذایی و صید تجاری
• 7. تاریخچه کشف کلونی ها از فضا و نقش ناسا
• 8. جایگزین های غذایی در شرایط بحرانی قطب جنوب
• 9. اثرات متقابل یخ های دریایی و شبکه غذایی اقیانوسی

????مختصر و مفید

تحقیقات نو با استفاده از تصاویر ماهواره ای نشان می دهد کاهش یخ های دریایی قطب جنوب موجب تغییر رژیم غذایی پنگوئن های آدلی شده است. این پرندگان در سال های کم یخ ناگزیر به مصرف بیشتر کریل و در سال های پر یخ متمایل به شکار ماهی های قطب جنوب هستند. از آنجا که ارزش کالری ماهی بسیار بیشتر از کریل است جوجه های پنگوئن تغذیه شده با ماهی شانس بقای بالاتری دارند. تداوم روند گرمایش زمین و ذوب یخ ها بقای این گونه را به علت اجبار به مصرف غذای کم کیفیت تر به شدت تهدید می نماید.

01

پنگوئن ها به عنوان سنجه های تغییرات زیست محیطی

پنگوئن های آدلی نقش بسیار مهمی در درک سلامت بوم سازگان قطبی ایفا می نمایند. محققان این پرندگان را به عنوان گونه های شاخص معرفی می نمایند، چرا که آن ها به طور مستقیم تحت تأثیر تغییرات فیزیکی و زیستی محیط پیرامون خود قرار می گیرند و شرایط سلامتی، زادآوری و تغذیه آن ها بازتابی از شرایط کلی اقیانوس منجمد جنوبی است.

این پرندگان برای لانه سازی به خشکی وابسته هستند اما تمام منابع غذایی خود را از اقیانوس ها تامین می نمایند. به همین علت هرگونه تغییر در دمای آب، مقدار پوشش یخ های دریایی و توزیع جمعیت آبزیان کوچک به سرعت در رفتار روزانه و ترکیب غذایی پنگوئن ها نمایان می شود و دانشمندان می توانند از آن ها به عنوان رادارهای زنده استفاده نمایند.

02

چالش های لجستیکی پژوهش در قطب جنوب

انجام کارهای تحقیقاتی در جنوبی ترین قاره دنیا کار آسانی نیست. هزینه های بسیار بالای سفر، سرمای طاقت فرسا، طوفان های ناگهانی و دشواری های لجستیکی حمل تجهیزات باعث شده تا دسترسی مستقیم و مداوم به تمامی نقاط قطب جنوب عملاً غیرممکن باشد.

به همین علت محققان کوشش می نمایند از فناوری های نوین نظیر تصویربرداری ماهواره ای استفاده نمایند. پنگوئن های آدلی معمولاً در کلونی های بسیار بزرگ که جمعیت آن ها به صدها هزار جفت می رسد زندگی می نمایند. این تمرکز جمعیتی بالا سبب می شود که فعالیت های حیاتی آن ها از فضا نیز قابل رهگیری باشد و بخش بزرگی از کمبود داده های میدانی جبران شود.

03

ردیابی فضولات پنگوئن ها از مدار زمین

زمانی که تعداد بی شماری پنگوئن در یک نقطه متمرکز می شوند، حجم بزرگی از فضولات یا همان گوانو فراوری می شود. این لکه های بزرگ فضولات بر روی پهنه های سفید و درخشان برف و یخ قطب جنوب تضاد رنگی شدیدی ایجاد می نمایند که حتی از فاصله صدها کیلومتری در مدار زمین و به وسیله سنسورهای ماهواره ناسا قابل تشخیص است.

دانشمندان با بررسی تغییر وسعت و رنگ این لکه ها در طول دوره های زمانی طولانی قادرند نوسانات جمعیتی و حتی رژیم غذایی پنگوئن ها را بدون احتیاج به حضور فیزیکی مداوم در منطقه ارزیابی نمایند. این رویکرد غیرتهاجمی به یکی از دقیق ترین ابزارها برای بررسی اثرات بلندمدت گرمایش دنیای تبدیل شده است.

04

سنجش رنگ فضولات با استفاده از فناوری طیف سنجی

پنگوئن ها عمدتاً از دو منبع غذایی کریل و ماهی سیمین قطب جنوب تغذیه می نمایند. کریل ها که سخت پوستانی شبیه به میگو هستند پوسته خارجی صورتی رنگ و درخشانی دارند که مصرف مداوم آن ها باعث صورتی شدن رنگ فضولات پنگوئن می شود. در مقابل تغذیه از ماهی منجر به فراوری فضولات سفیدرنگ تر می شود.

پژوهشگران برای تبدیل این تفاوت ظاهری به داده های علمی دقیق، ابتدا نمونه های فیزیکی را به یاری قاشق های پلاستیکی از کلونی ها جمع آوری کردند. سپس در آزمایشگاه با استفاده از دستگاه طیف سنج نوری مقدار دقیق طول موج های بازتاب یافته از نمونه ها را مقدار گیری کردند تا فرمول دقیقی برای تشخیص نوع رژیم غذایی از روی عکس های ماهواره ای به دست آورند.

05

پیامدهای تغییر رژیم غذایی بر بقای جوجه ها

کاهش پوشش یخ های دریایی که پیوند مستقیمی با پدیده گرمایش دنیای دارد پنگوئن ها را به سمت مصرف بیشتر کریل سوق می دهد. با کاهش پهنه های یخی دسترسی پنگوئن ها به زیستگاه های ماهی سیمین کاهش یافته و آن ها مجبور به تغییر رژیم به سمت شکار کریل ها می شوند که به وفور در آب های باز یافت می شوند.

این تغییر رژیم غذایی یک بحران بقا برای جوجه ها به شمار می رود. ماهی های قطبی سرشار از چربی ها و کالری های متراکم هستند که رشد سریع و توان دفاعی جوجه ها در برابر سرما را تضمین می نمایند. جوجه هایی که والدینی متمایل به صید ماهی دارند از شرایط فیزیکی بسیار بهتری برخوردار بوده و نرخ مرگ ومیر بسیار پایین تری دارند.

06

رقابت بر سر منابع غذایی و صید تجاری

مشکل بزرگ دیگر این است که پنگوئن ها تنها مصرف نمایندگان کریل در آب های قطب جنوب نیستند. گونه های متعددی از نهنگ ها، فک ها و دیگر پرندگان دریایی نیز به شدت به کریل وابسته هستند. افزون بر این صید صنعتی و تجاری کریل به وسیله انسان ها به منظور تهیه مکمل های غذایی و غذای آبزی پروری فشار مضاعفی بر این زنجیره وارد می سازد.

تداوم روند کنونی کاهش یخ های دریایی و افزایش برداشت های صنعتی تصویر روشنی را برای آینده پنگوئن های آدلی ترسیم نمی نماید. تحلیل داده های ماهواره ای سی سال گذشته به وضوح نشان می دهد که کلونی های متمایل به رژیم کریل روند کاهشی شدیدی را در جمعیت خود تجربه می نمایند و این زنگ خطری جدی برای متولیان حفاظت از محیط زیست است.

07

تاریخچه کشف کلونی ها از فضا و نقش ناسا

شاید باورکردنی نباشد اما اولین بار ایده ردیابی فضولات پنگوئن ها به وسیله تصاویر ماهواره ای چندین دهه قبل به وسیله یکی از دانشمندان ناسا به نام متیو شوالر مطرح شد. او متوجه شد که تجمع بزرگ پنگوئن ها تغییرات نوری محسوسی در تصاویر ماهواره های لندست ایجاد می نماید و رنگ های غیرعادی بر روی برف سپید قطبی نمایان می شود.

این ایده اولیه بعدها تکامل یافت تا جایی که امروزه محققان نه تنها وجود کلونی ها را ثبت می نمایند بلکه با تحلیل تفاوت رنگ های ظریف بین رنگ های مایل به صورتی و سفید اطلاعات دقیقی از نوع تغذیه پرندگان در فصول مختلف سال بدون احتیاج به نمونه برداری های فیزیکی مداوم به دست می آورند.

08

جایگزین های غذایی در شرایط بحرانی قطب جنوب

پنگوئن ها حیواناتی فرصت طلب در شکار هستند و به جای وفاداری به یک رژیم غذایی خاص هر آنچه که در محیط پیرامونشان بیشتر و در دسترس تر باشد شکار می نمایند. این ویژگی گرچه به بقای کوتاه مدت آن ها در سال های بحرانی یاری می نماید اما پیامدهای متابولیکی شدیدی برای نسل های بعدی در پی دارد.

ماهی های سیمین قطب جنوب به علت ارزش غذایی بالا و مقدار پروتئین و چربی مناسب همیشه اولویت اصلی پنگوئن های آدلی بوده اند. با این حال زمانی که یخ ها عقب نشینی می نمایند مسیرهای دسترسی پنگوئن ها به منطقه ها کم عمق ساحلی که زیستگاه اصلی نوزادان ماهی است مسدود یا تغییر می نماید و پنگوئن ها گزینه ای جز شکار گروهی کریل ها در آب های آزاد اقیانوسی ندارند.

09

اثرات متقابل یخ های دریایی و شبکه غذایی اقیانوسی

چرخه زیستی قطب جنوب به طور کامل به حضور یخ های دریایی گره خورده است. جلبک های میکروسکوپی که در بخش زیرین یخ های شناور رشد می نمایند منبع اصلی تغذیه کریل های جوان هستند. از سوی دیگر ماهی های سیمین برای تخم گذاری و محافظت از نوزادان خود به شکاف های یخی پناه می برند.

هرگونه اختلال در فرآیند یخ زدگی سالانه و ذوب زودهنگام آن تعادل میان این گونه ها را از بین می برد. گرچه در ابتدا ممکن است به نظر برسد ذوب یخ ها فضا را برای شنای پنگوئن ها بازتر می نماید اما در عمل با تخریب پناهگاه های طبیعی و از بین رفتن منابع غذایی باکیفیت حیات وحش منحصر به فرد قطب جنوب را با خطری جبران ناپذیر روبرو می سازد.

سوالات رایج

1. چرا رنگ فضولات پنگوئن ها تا این حد برای دانشمندان اهمیت دارد؟

رنگ فضولات پنگوئن ها به طور مستقیم نشان دهنده نوع غذایی است که آن ها در روزهای گذشته مصرف نموده اند. رنگ صورتی نشان دهنده رژیم غذایی مبتنی بر کریل و رنگ سفید نشان دهنده مصرف ماهی های قطبی است. دانشمندان از این تفاوت رنگ برای پایش شرایط سلامت زیست بوم اقیانوسی استفاده می نمایند.

2. پنگوئن های آدلی در کدام منطقه ها قطب جنوب زندگی می نمایند؟

این گونه از پنگوئن ها در سراسر سواحل قاره قطب جنوب و جزایر سنگی اطراف آن پراکنده هستند. آن ها برای لانه سازی به منطقه ها عاری از یخ در حاشیه سواحل احتیاج دارند. بزرگ ترین تجمع آن ها در شبه جزیره قطب جنوب و جزایر دنجر ثبت شده است.

3. کریل چیست و چه نقشی در هرم غذایی قطب جنوب دارد؟

کریل ها سخت پوستان کوچکی شبیه به میگو هستند که در دسته های میلیاردی در اقیانوس منجمد جنوبی شنا می نمایند. آن ها غذای اصلی بیشتر پستانداران بزرگ مانند نهنگ ها، فک ها و پرندگان قطبی را تشکیل می دهند. نوسان در جمعیت کریل ها کل زنجیره غذایی قطب جنوب را به سرعت دگرگون می سازد.

4. ذوب یخ های قطبی چگونه بر دسترسی پنگوئن ها به ماهی تاثیر می گذارد؟

ماهی های سیمین قطب جنوب برای تخم گذاری و پناه گرفتن به فضاهای زیر یخ های پایدار ساحلی وابسته هستند. با از بین رفتن این پوشش یخی جمعیت نوزادان ماهی ها به شدت افت می نماید. در نتیجه پنگوئن ها مجبور می شوند مسافت های بیشتری را برای یافتن ماهی طی نمایند یا به کریل روی آورند.

5. چه تفاوتی بین ارزش غذایی ماهی و کریل برای جوجه پنگوئن ها وجود دارد؟

ماهی ها سرشار از چربی های مفید و انرژی متراکم هستند که به جوجه ها یاری می نماید سریع تر وزن بگیرند. کریل انرژی کمتری دارد و جوجه های تغذیه شده با آن ضعیف تر باقی می مانند. پنگوئن هایی که از ماهی تغذیه می نمایند جوجه های مقاوم تر و با شانس بقای بالاتری تربیت می نمایند.

6. صید تجاری کریل چه تهدیدی برای حیات وحش قطب جنوب محسوب می شود؟

کشتی های صیادی سالانه مقادیر بزرگی کریل را برای فراوری روغن کریل و غذای آبزیان صید می نمایند. این صید بی رویه منابع غذایی در دسترس پنگوئن ها و نهنگ ها را به شدت کاهش می دهد. رقابت مستقیم انسان با حیات وحش در این منطقه ها بحران کمبود غذا را تشدید می نماید.

7. آیا پنگوئن های آدلی در روبروه با گرمایش دنیای منقرض خواهند شد؟

گرچه خطر انقراض کامل فوری نیست اما جمعیت بعضی کلونی ها به شدت کاهش یافته است. کاهش مداوم یخ های دریایی می تواند زیستگاه های سنتی این پرندگان را غیرقابل سکونت کند. کارشناسان نگران کاهش تنوع ژنتیکی و فروپاشی کلونی های بزرگ ساحلی هستند.

8. مردم عادی چگونه می توانند به حفظ پنگوئن های قطب جنوب یاری نمایند؟

کاهش مصرف سوخت های فسیلی و کوشش برای کاهش ردپای کربنی گامی اساسی در مهار گرمایش زمین است. بعلاوه نخریدن مکمل های دارویی حاوی روغن کریل تقاضای بازار را برای صید تجاری کاهش می دهد. حمایت از معاهدات بین المللی حفاظت از قطب جنوب نیز نقشی کلیدی دارد.

9. بررسی ایزوتوپ پایدار چیست و چگونه رژیم غذایی پنگوئن ها را معین می نماید؟

این روش آزمایشگاهی با بررسی نسبت اتم های خاص در بافت ها یا فضولات حیوانات کار می نماید. از آنجا که کریل ها و ماهی ها امضاهای شیمیایی متفاوتی در بدن خود دارند محققان متوجه می شوند چه نسبتی از هر کدام مصرف شده است. این روش مکمل ارزیابی های رنگ سنجی تصاویر ماهواره ای است.

جمع بندی نهایی

مطالعه تغییرات رژیم غذایی پنگوئن های آدلی به وسیله تصاویر ماهواره ای و فضولات آن ها نشان دهنده پیوند عمیق میان یخ های دریایی و بقای حیات وحش در قطب جنوب است. کاهش پوشش یخی به علت گرمایش دنیای این پرندگان را مجبور به جایگزینی ماهی های مغذی با کریل نموده که نتیجه آن کاهش نرخ بقای جوجه ها و افت جمعیت کلونی ها است. حفاظت از این بوم سازگان حساس نه تنها احتیاجمند کاهش انتشار گازهای گلخانه ای در سطح دنیا است، بلکه بازنگری در سهمیه های صید صنعتی کریل را نیز می طلبد تا پنگوئن ها در آینده با بحران جدی تر کمبود غذا روبرو نشوند.

منبع