DNA اختاپوس چه چیزی در مورد فروپاشی صفحه یخی قطب جنوب به ما می گوید

اگر بخواهیم آینده را درک کنیم، اغلب نگاه به گذشته مفید است. و حتی اگر از DNA اختاپوس برای مشاهده دنیایی که مدت‌ها پیش رفته است استفاده کنید، مفیدتر است.

حدود 125000 سال پیش، زمین در آخرین دوره گرم خود بین عصرهای یخبندان بود. میانگین دمای جهانی در این دوره بین یخبندان حدود 0.5-1.5 درجه سانتیگراد بالاتر از سطوح قبل از صنعتی بود.

این شباهت های قوی با زمان ما دارد. برای سوم از سال 2023دمای زمین 1.5 درجه سانتیگراد بالاتر از دوران ماقبل صنعتی بود تغییرات آب و هوایی.

برای تقریبا 50 سال فیزیکدانان به دنبال پاسخ به این موضوع بوده اند که آیا صفحه یخی وسیع غرب قطب جنوب آخرین باری که دمای کره زمین تا این حد بالا بود فرو ریخت یا خیر. به‌جای تکیه بر نمونه‌های زمین‌شناسی، به DNA یک اختاپوس کوچک قطب جنوب برای سرنخ‌هایی از گذشته عمیق روی آوردیم.

DNA جواب را داشت. مال ما تحقیق جدید نشان می دهد بله، به احتمال زیاد سقوط کرده است.

صفحه یخی غرب قطب جنوب است بسیار مستعد گرم شدن. اگر قرار بود ذوب شود، آب کافی برای افزایش سطح آب دریاها بین 3.3 تا 5 متر وجود دارد.

روی اختاپوس ها و صفحات یخی غول پیکر

رکورد رسوبات و دیگر هسته های یخی این را به ما نشان می دهد ورقه یخ در مقطعی در طول حدود 1 میلیون سال گذشته در پلیستوسن پسین عقب نشینی کرد، اما زمان دقیق و وسعت هر فروپاشی نامشخص است.

برای دریافت پاسخ دقیق تر، به بررسی ژنتیک سرپایان پرداختیم.

DNA هر موجودی یک کتاب تاریخی است و ما اکنون فناوری خواندن آن را داریم. ما می توانیم از DNA برای نگاه کردن به گذشته و تعیین زمان آمیختگی جمعیت های مختلف حیوانات استفاده کنیم.

اختاپوس ترکه (Pareledone turqueti) نسبتا کوچک است و وزن آن به 600 گرم می رسد. آنها در سراسر قطب جنوب در بستر دریا زندگی می کنند، اما افراد از خانه خود دور نمی شوند. قطب جنوب به قدری وسیع است که جمعیت های مناطق مختلف معمولاً نمی توانند با هم ترکیب شوند.

در اعماق زیر قطب جنوب غربی شکاف هایی در صخره ها وجود دارد. آنها در حال حاضر توسط لایه یخی پر شده اند و دریاهای Weddell، Amundsen و Ross را از یکدیگر جدا می کنند.

اگر یخ ها آب شوند، مسیرهای دریایی باز می شوند و این حوضه های جدا شده را به هم وصل می کنند. اختاپوس ها می توانند مستقیماً به این مناطق مهاجرت کنند و شواهدی مبنی بر زاد و ولد آنها در DNA گنجانده شود.

اما اگر ورقه یخ ذوب نمی شد، ما فقط شواهدی از آمیختگی بین جمعیت های اختاپوس در سراسر قاره را می دیدیم.

ما الگوهای DNA را در ژنوم اختاپوس های Turquet در سراسر قطب جنوب مقایسه کردیم تا ببینیم آیا روابط مستقیم و منحصر به فردی بین جمعیت اختاپوس در دریاهای Weddell، Amundsen و Ross وجود دارد یا خیر. ما از مدل‌های آماری استفاده کردیم تا بفهمیم که آیا این اتصالات را می‌توان با اتصالات امروزی آنها در اطراف سواحل قطب جنوب توضیح داد.

داستان در DNA واضح بود: بله، یک رابطه مستقیم بین این سه جمعیت اختاپوس وجود داشت. روابط آنها را نمی توان از نظر آماری با آمیختگی در اطراف سواحل قطب جنوب توضیح داد. این جمعیت ها فقط می توانند از طریق مسیرهای دریایی که اکنون توسط ورقه یخی غرب قطب جنوب مسدود شده است، در تماس باشند.

جالبتر اینکه ما برای اولین بار پیوندهای مستقیمی بین این سه جمعیت در اواسط پلیوسن یافتیم، یعنی 3 میلیون تا 3.6 میلیون سال پیش، زمانی که دما 2 تا 3 درجه سانتیگراد بالاتر و سطح دریاها 25 متر بالاتر از امروز بود. این پشتیبانی می کند شواهد زمین شناسی موجود که صفحه یخی غرب قطب جنوب در این دوران فروریخت.

جدیدترین امضاهای DNA از روابط مستقیم بین اختاپوس ها در این سه دریا در آخرین دوره بین یخبندان، حدود 125000 سال پیش است. این نشان می دهد که ورقه یخ زمانی فروریخت که میانگین دمای جهانی حدود 1.5 درجه سانتیگراد بالاتر از سطوح قبل از صنعتی بود.

کار ما اولین شواهد تجربی را ارائه می‌کند که نشان می‌دهد در صورتی که از هدف توافق پاریس برای محدود کردن گرمایش به 1.5 درجه سانتیگراد یا حتی 2 درجه سانتیگراد فراتر برویم، ورقه یخی غرب قطب جنوب ممکن است شروع به تجزیه کند.

این کشف در سراسر رشته ها و کشورها تلاش کرد

برای استفاده از دی‌ان‌ای حیوانات به‌عنوان پروکسی برای تغییرات ورقه‌های یخ، باید در رشته‌ها و کشورها کار می‌کردیم. گرد هم آمدن دانشمندان فیزیک و زیست شناسان راه های جدیدی را برای پاسخ دادن به سؤالات دیرینه ای که برای همه ما اهمیت حیاتی دارند، آغاز کرده است.

ما همچنین برای نمونه به مجموعه های موزه نزدیک شدیم. قدمت برخی از آنها به سه دهه پیش می‌رسد – مدت‌ها قبل از اینکه توالی‌یابی ژنتیکی و تکنیک‌های تحلیلی در دسترس باشد. این امر اهمیت حیاتی ذخیره سازی نمونه دقیق مرتبط با ابرداده را با نمونه های امن برای دسترسی آینده نشان می دهد.

علم میان رشته ای سخت است. قدردانی از اصطلاحات، مقیاس ها و رویکردهای جدید به زمان، تلاش و ذهن باز نیاز دارد. سردبیران مجلات و دانشگاهیان ممکن است تمایلی به بررسی چنین مقالاتی نداشته باشند زیرا برخی از جنبه های تحقیق لزوماً خارج از حوزه تخصصی آنها خواهد بود. اما ما امیدواریم که نتایج ما ارزش این رویکرد را نشان دهد.

بعدش چی؟

ما امیدواریم که به استفاده از DNA به عنوان یک نماینده برای مطالعه سایر بخش‌های قطب جنوب با تاریخچه آب و هوایی ناشناخته ادامه دهیم.

وجود دارد انبوه اطلاعات در مورد گذشته دور و نزدیک قطب جنوب، همچنین در انواع دیگر داده های بیولوژیکی در بسترهای خزه و پروفیل های ذغال سنگ نارس، مستعمرات مهره داران، و بی مهرگان زمینی و دریایی زنده پنهان شده است. تا به امروز، مقدار بسیار کمی از این رکورد بیولوژیکی در درک ما از آب و هوای قطب جنوب گذشته گنجانده شده است.

از آنجایی که جهان با سرعت بی‌سابقه‌ای گرم می‌شود، ما باید از این نوع رویکردها استفاده کنیم تا بفهمیم چه اتفاقی احتمالاً در زیر یخ می‌افتد.

این مقاله توسط گفتگو تحت مجوز Creative Commons. ادامه مطلب مقاله اصلی.