Τα Intertidal Snails δεν ακολουθούν τα συμβατικά μοντέλα θερμικής απόδοσης
Η έρευνα για την αλλαγή του κλίματος γνώρισε μεγάλη δημοτικότητα τις τελευταίες δύο δεκαετίες περίπου, και η οικοφυσιολογία είναι ένας τέτοιος τομέας όπου αυτό δεν αποτελεί εξαίρεση. Τα συντριπτικά στοιχεία δείχνουν τώρα ότι η συχνότητα των ακραίων θερμοκρασιακών φαινομένων θα αυξηθεί στο μέλλον. Η ανοχή σε ένα ευρύ φάσμα συνθηκών επέτρεψε στα ζώα να προσαρμοστούν σε κόγχες από σταθερές και καλοήθεις, έως ακραίες και εξαιρετικά μεταβλητές. Κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι οργανισμοί είναι ικανοί να ανταποκριθούν σε αυτή τη θερμική μεταβλητότητα στο περιβάλλον τους, ειδικά εκείνοι που πιστεύεται ότι ήδη καταλαμβάνουν πολύ αγχωτικά περιβάλλοντα, μας βοηθά να προβλέψουμε τις αντιδράσεις των ειδών σε έναν κόσμο που θερμαίνεται.
Ένα δημοφιλές εργαλείο για την πρόβλεψη των αποκρίσεων των ειδών είναι το πλαίσιο της καμπύλης θερμικής απόδοσης (TPC). Οι βιολόγοι απλώς εκθέτουν τα πλάσματα σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών και στη συνέχεια μετρούν τις αντιδράσεις που λένε κάτι για την ευημερία τους. Χρησιμοποιώντας αυτό το πλαίσιο, συχνά μελετώνται χαρακτηριστικά απόδοσης όπως η συμπεριφορά και η φυσιολογία, με τη συναίνεση να υποδηλώνει τη θερμική αντιστοίχιση αυτών των δύο αποκρίσεων. Με άλλα λόγια, οι θερμοκρασίες στις οποίες διαπιστώνεται ότι οι οργανισμοί είναι ενεργοί είναι ουσιαστικά ίδιες με αυτές που μπορούν να επιβιώσουν. Πρόσφατη έρευνα από θαλάσσιους βιολόγους που έχουν εργαστεί σε διαπαλιρροιακά σαλιγκάρια στο Μπρουνέι συμβουλεύει ότι αυτό δεν συμβαίνει πάντα, ωστόσο.
Έξι είδη εκτόθερμων θαλάσσιων σαλιγκαριών που εμφανίζονται σε μια κατακόρυφη κλίση στις τροπικές βραχώδεις ακτές του Μπρουνέι συλλέχθηκαν και υποβλήθηκαν σε ελεγχόμενα πειράματα αύξησης της θερμοκρασίας. Για να ελεγχθεί η γενικότητα της θεωρίας TPC, οι συμπεριφορικές και οι φυσιολογικές αποκρίσεις μελετήθηκαν εξετάζοντας την ταχύτητα ανίχνευσης/προσκόλληση στο υπόστρωμα και τον καρδιακό ρυθμό, αντίστοιχα. Επιπλέον, βιομιμητικοί καταγραφείς θερμοκρασίας που τοποθετήθηκαν στην κλίση του οικοτόπου αποκάλυψαν ότι τα είδη ψηλής ακτής παρουσίασαν μέγιστες 48,0°C σε σύγκριση με 41,0°C χαμηλότερα. Έτσι, τα σαλιγκάρια ψηλής ακτής βιώνουν τόσο υψηλότερες θερμοκρασίες όσο και μεγαλύτερες περιόδους ξηραντικής ανάδυσης σε σύγκριση με τα είδη των χαμηλότερων ακτών.
Οι μετρήσεις ταχύτητας ερπυσμού αυξήθηκαν αναμενόμενα με τη θερμοκρασία μέχρι το κρίσιμο όριο στο οποίο άρχισαν σημάδια κινητικής βλάβης ή αποκόλλησης από το υπόστρωμα. Από την άλλη πλευρά, οι φυσιολογικοί TPCs περιγράφηκαν για κάθε είδος μετρώντας τους καρδιακούς παλμούς σε αυξανόμενες θερμοκρασίες μέχρι ένα θανατηφόρο σημείο. Στη συνέχεια, οι ερευνητές συνέκριναν τις συμπεριφορικές και φυσιολογικές κρίσιμες θερμοκρασίες μεταξύ των ειδών.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η κατακόρυφη στάθμη της ακτής είχε ισχυρή επίδραση στο πόσο αποσυνδεδεμένοι ήταν οι συμπεριφορικοί και φυσιολογικοί TPC των οργανισμών. Ενώ το κρίσιμο θερμικό όριο για τον καρδιακό ρυθμό ήταν μόνο ελαφρώς υψηλότερο από το κρίσιμο όριο συμπεριφοράς στα σαλιγκάρια χαμηλότερης ακτής, αυτή η αναντιστοιχία αυξήθηκε θετικά με το ύψος της ακτής. Αυτό το εύρημα διαφέρει από τις συμβατικές προσδοκίες TPC, παρουσιάζοντας μια νέα εικόνα για λεπτομέρειες λεπτής κλίμακας μιας απόκρισης σε μεταβλητές επιπέδου οικοτόπου. Οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι επειδή τα σαλιγκάρια ψηλής ακτής περιορίζουν τη δραστηριότητά τους σε ένα υποσύνολο του θερμικού τους περιβάλλοντος για να αποτρέψουν την ξήρανση κατά την εναέρια έκθεση σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες, τα TPCs εξελίχθηκαν υπό διαφορετικούς περιορισμούς φυσιολογίας και συμπεριφοράς.
Έτσι, οι συγγραφείς προτείνουν προσοχή κατά την εφαρμογή της θεωρίας TPC σε οργανισμούς διαφορετικούς από αυτούς που κατοικούν σχετικά σταθερά ή καλοήθη θερμικά περιβλήματα ή εκείνων που μπορούν να θερμορρυθμιστούν αποφεύγοντας συμπεριφορικά τα ακραία μικροκλίματα. Αυτή η προειδοποίηση ισχύει για παραδείγματα όπως τα σαλιγκάρια και οι φρύνοι της ερήμου, καθώς και άλλα παλίρροια γαστερόποδα, όπου η απειλή της αποξήρανσης απαιτεί αδράνεια για τον περιορισμό της απώλειας νερού λόγω εξάτμισης. Λαμβάνοντας υπόψη αυτό, οι μηχανιστικές προβλέψεις σχετικά με τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής στα μοντέλα κατανομής και τις αλληλεπιδράσεις των ειδών μπορούν να βελτιωθούν.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Αποσύνδεση των συμπεριφορικών και φυσιολογικών καμπυλών θερμικής απόδοσης σε εκτόθερμα ζώα:ένα κρίσιμο προσαρμοστικό χαρακτηριστικό, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Oecologia . Επικεφαλής αυτής της εργασίας ήταν οι Monaco, C.J., McQuaid, C.D. και Marshall, D.J από το Πανεπιστήμιο της Ρόδου και το Universiti Brunei Darussalam.
