Изменения климата влияют на мозг и поведение животных: почему это происходит

Изменения климата, связанные с деятельностью человека, меняют Землю. Повышение температуры, быстрые изменения количества осадков и сезонности, а также закисление океана приводят к изменению окружающей среды для многих видов животных. Профессор биоразнообразия, Земли и науки об окружающей среде Дрексельского университета Шон О’Доннел объяснил, как животные приспосабливаются к таким изменениям.

По его словам, нервная система животных играет ведущую роль, как в обеспечении, так и замедлении реакции на изменения климата. Все основные функции нервной системы – распознавание чувств, умственная обработка и направление поведения – играют решающую роль. Они позволяют животным ориентироваться в окружающей среде таким образом, чтобы обеспечить им выживание и размножение. И изменения климата влияют на них, наиболее вероятно, в худшую сторону.

ВАС ЗАИНТЕРЕСУЕТ

Изменения климата могут убить миллиард человек – ученые

Изменение сенсорной среды

Изменение температуры меняет энергетический баланс экосистемы, влияя и на растения, которые производят энергию из солнечного света, и на животных, которые питаются растениями и другими животными. В результате меняется и сенсорные миры, в которых животные живут. И вполне вероятно, что изменения климата бросят вызов всех их чувствам: от зрения и вкуса до обоняния и осязания.

Животные, такие как млекопитающие, частично воспринимают температуру с помощью специальных рецепторных белков в своей нервной системе, которые реагируют на жару и холод, различая умеренные и экстремальные температуры. Эти рецепторные белки помогают животным искать подходящую среду обитания и могут играть решающую роль в том, как животные реагируют на изменение температуры.

Изменения климата меняют сигналы окружающей среды, на которые животные полагаются при выборе места обитания, пищи и партнера. Некоторые животные, например комары, полагаются на различия температуры, чтобы ориентироваться в окружающей среде. Температурные сдвиги меняют то, где и когда комары ищут своих «жертв», что меняет регионы передачи болезней.

То, как изменение климата влияет на химические сигналы, которые животные используют для общения друг с другом или нанесения вреда конкурентам, может быть особенно сложным, поскольку химические соединения очень чувствительны к температуре.

Меняются и ранее надежные источники информации, такие как сезонные изменения дневного света. Это может привести к нарушению связи между длиной дня и цветением и плодоношением растений, а также к нарушениям в поведении животных, таким как спячка и миграция, когда длина дня больше не предсказывает наличие ресурсов.

Изменения мозга и познания

Изменения климата могут изменить и то, как развивается и функционирует мозг животных, что, в свою очередь, может повлиять на их способность адаптироваться к новым условиям. Исследования уже показали, как экстремальные температуры могут изменить отдельные нейроны на генетическом и структурном уровнях, а также то, как устроен мозг в целом.

В морской среде вызванные климатом химические изменения в составе воды меняют на общие когнитивные и сенсорные способности животных. Например, на отслеживание запахов рифовыми акулами.

Влияние на поведение

В ответ на климатические изменения животные могут менять свою среду обитания, вплоть до смены географического ареала. Кроме того, их активность может смещаться по времени суток или временам года. И это может изменить раздражители окружающей среды, которым подвергаются животные.

Например, в более теплых океанах рыбы мигрируют в более глубокие, холодные воды. Но интенсивность света и цветовой диапазон здесь отличаются от тех, к которым привыкли их  глаза. Кроме того, не все виды меняют поведение одинаково. Те из них, которые изменят среду обитания или время активности, столкнуться с новыми раздражителями, растениями и животными.

И эти изменения поведения, связанные с климатом, приведут к реструктуризации экосистем во всем мире. И происходить она будет необъяснимым образом.

Пластичность и эволюция

Мозг животных необычайно гибок и приспосабливается к индивидуальному опыту. Он также может существенно измениться во взрослом возрасте.

Но исследования, сравнивающие виды, выявили сильное влияние окружающей среды на эволюцию мозга. Нервная система животных развивается, чтобы соответствовать сенсорной среде пространства активности каждого вида. Эти закономерности предполагают, что новые климатические режимы в конечном итоге будут формировать нервные системы, заставляя их развиваться.

Генетика оказывает сильное влияние на развитие мозга, но нервные системы, адаптированные к определенной среде, могут потерять свои преимущества из-за изменений климата. И это может привести к развитию новых адаптивных решений.

В свою очередь, выживать вследствие естественного отбора будут виды с новыми сенсорными или когнитивными способностями.

Ранее ученые заявили о том, что крупнейшая лесная зона Земли уменьшается. Речь идет о бореальных лесах, которые окружают самые северные регионы нашей планеты, располагаясь к югу от безлесной арктической тундры.