تأثیر گرمای شهری بر تکامل سریع گیاهان وحشی

1

رشد بی‌وقفه شهرها معمولاً طبیعت را به تکه‌های کوچک و پراکنده تبدیل می‌کند. با این حال، شهرها تنها مناطق فشرده و شلوغ نیستند. بلکه مجموعه‌ای از ریززیستگاه‌ها ایجاد می‌کنند؛ از پیاده‌روهای داغ گرفته تا پارک‌های سایه‌دار و خاک‌های فشرده که هرکدام می‌توانند گونه‌های گیاهی را وادار به سازگاری‌های سریع کنند.

تیمی از دانشگاه کوبه اعلام کرده است که یک گیاه بومی که از شالیزارها تا شکاف‌های کنار خیابان رشد می‌کند، در گستره مگاشهر اوساکا–کیوتو–کوبه یا «کیهانشین» به چندین شکل متمایز و قابل‌ارث تبدیل شده است. این یافته‌ها نمونه‌ای زنده از تکامل سریع شهری را نشان می‌دهد.

یک گیاه با چندین چهره شهری

قهرمان این مطالعه، گیاه کاملینا کومونیس یا «دی‌فلاور آسیایی» است؛ گیاهی یک‌ساله و مقاوم با گل‌های آبی که از زمین‌های کشاورزی تا پیاده‌روها سر بر می‌آورد.

آتسوشی اوشیمارو، بوم‌شناس این پروژه، بیش از دو دهه است که این گونه را دنبال می‌کند و مشاهده کرده است که چگونه محیط‌های شهری را با قدرت اشغال می‌کند.

تایچی ناکاتا – دانشجوی سابق او و اکنون پژوهشگر دانشگاه کیوشو – نکته‌ای متفاوت مشاهده کرد. او تغییراتی دید که در چارچوب معمول «روستایی در مقابل شهری» نمی‌گنجید.

«هنگام مشاهده گیاه در محیط‌های شهری مختلف، تفاوت‌هایی در اندازه، گل‌ها و زمان گل‌دهی دیدم. این تفاوت‌ها کنجکاوی من را درباره علت این تغییرات برانگیخت.» – ناکاتا

به‌جای آنکه «شهر» به‌طور یکپارچه بررسی شود، تیم پژوهشی ریززیستگاه‌های شهری مختلف را با شالیزارهای نسبتاً دست‌نخورده که هنوز در میان بافت کیهانشین ادامه دارند، مقایسه کرد. موقعیت جغرافیایی منطقه این امکان را فراهم می‌کرد.

«این منطقه مقدار قابل‌توجهی زمین کشاورزی را در دل شهر حفظ کرده است. به همین دلیل توانستیم این شالیزارهای نسبتاً سالم را با پارک‌ها و کنار جاده‌ها مقایسه کنیم.» – اوشیمارو

نقش گرما و خاک در تغییر شکل گیاهان

پژوهشگران دریافتند که تفاوت‌های قابل‌توجهی در ویژگی‌هایی مانند ارتفاع گیاه و زمان گل‌دهی وجود دارد. این تفاوت‌ها وابسته به محل رشد گیاه مشاهده شده‌اند.

«ما به‌وضوح نشان دادیم که تابش سازشی اتفاق افتاده است؛ یعنی گونه‌ای در زیستگاه‌های مختلف به اشکال متفاوت تقسیم شده است. این تغییرات کاملاً با عوامل مرتبط با شهرنشینی پیوند داشت.» – اوشیمارو

گرما مهم‌ترین عامل بود. دمای سطح زمین در مناطق شهری به‌طور میانگین حدود ۸ درجه سانتی‌گراد بیشتر از مناطق روستایی اندازه‌گیری شد؛ نمونه‌ای کلاسیک از پدیده جزیره حرارتی.

این گرما تنها برای انسان آزاردهنده نیست. بلکه چرخه زندگی و فیزیولوژی گیاه را نیز دگرگون می‌کند. همچنین الگوهای سایه در شهر با وجود ساختمان‌ها، پل‌ها و پوشش گیاهی مدیریت‌شده تغییر می‌کند. خاک‌های شهری معمولاً اسیدیته کمتری دارند که ناشی از مصالح ساختمانی، رواناب آب و شیوه‌های نگهداری است.

مجموعه این شرایط، فشارهای انتخابی متفاوتی ایجاد می‌کند که جمعیت‌های گیاهی را به مسیرهای تکاملی جداگانه سوق می‌دهد.

تکامل با سرعت زندگی شهری

اهمیت این یافته‌ها تنها در الگوها نیست؛ بلکه در سرعت تغییرات است. بخش زیادی از منطقه مورد مطالعه، کمتر از یک قرن پیش شالیزار و جنگل بوده است و موج شهرنشینی شدید تنها در ۶۰ سال اخیر رخ داده است.

تیم پژوهشی برای حذف احتمال «اثر بنیان‌گذار» – یعنی تفاوت‌های ناشی از ورود تعداد کمی گیاه اولیه – از داده‌ها اطمینان حاصل کرد.

پس از این بررسی‌ها مشخص شد که تفاوت‌های مشاهده‌شده قابل‌ارث هستند و بهترین توضیح آن، انتخاب طبیعی سریع در مدت زمان بسیار کوتاهی است.

این تغییرات «به احتمال زیاد ناشی از تکامل سازشی سریع در حدود تنها ۶۰ سال» هستند.

این سرعت نشان می‌دهد که گونه‌های بومی رایج می‌توانند خود را با شرایط متغیر شهری همگام کنند و حتی به اشکال مختلف و سازگار در نقاط مختلف شهر تبدیل شوند.

پژوهش یادآور می‌شود که تمرکز صرف بر تعداد گونه‌ها می‌تواند ما را از اصل ماجرا دور کند؛ زیرا یک گونه می‌تواند شکل‌ها و عملکردهای متفاوتی در زیستگاه‌های مختلف شهری نشان دهد.

قوانین جدید برای طبیعت شهری

این مطالعات، دیدگاه دوگانه «شهری در برابر روستایی» را به چالش می‌کشد. درست است که بسیاری از پژوهش‌ها کاهش تنوع زیستی همراه با رشد شهرها را نشان می‌دهند، اما شهرها سرزمین‌های یکنواخت و خالی از زیست نیستند. بلکه موزاییکی پویا از زیستگاه‌ها هستند.

توانایی یک گیاه بومی در تبدیل شدن به انواع شهری مختلف نشان می‌دهد که برنامه‌ریزی حفاظتی باید به ریززیستگاه‌ها نیز توجه کند نه صرفاً نقشه‌های کلی «سبز در مقابل خاکستری».

شهرها می‌توانند به آزمایشگاه‌های زنده‌ای برای مطالعه تکامل تبدیل شوند. تضادهای محیطی قابل‌تکرار – مانند آسفالت داغ، سایه پارک‌ها یا خاک‌های دگرگون‌شده – امکان بررسی دقیق واکنش گیاهان به فشارهای زیستی مشخص را فراهم می‌کنند.

از آنجا که این فشارها قابل اندازه‌گیری و حتی قابل مدیریت هستند، نتایج می‌تواند در طراحی شهری به‌کار گرفته شود. اگر گرمای شدید سطحی، عامل اصلی تغییرهای گیاهی است، راهکارهایی مانند افزایش پوشش درختی، مصالح بازتابنده یا پیاده‌روهای نفوذپذیر می‌توانند فشارهای انتخابی را تعدیل کنند.

چه چیزی این شکل‌های جدید گیاهی را می‌سازد؟

تیم تحقیقاتی دانشگاه کوبه اکنون از الگو به سوی بررسی سازوکار می‌رود.

«می‌خواهیم آزمایش‌های کشت کنترل‌شده‌ای انجام دهیم تا محیط‌های پیچیده شهری را بازسازی کنیم و مشخص کنیم که این تفاوت‌ها چه مزایایی برای گیاه دارند.» – اوشیمارو

«همچنین می‌خواهیم بدانیم این سازگاری‌ها چقدر در DNA گیاهان حک شده‌اند.»

این آزمایش‌ها می‌توانند ثابت کنند که آیا ویژگی‌های متفاوت واقعاً بقا یا تولیدمثل را در شرایط خاص شهری افزایش می‌دهند یا خیر. تحلیل ژنتیکی نیز عمق این تغییرات را مشخص خواهد کرد.

به گفته ناکاتا، این یافته‌ها آغاز مسیری بزرگ‌تر هستند.

«این نتایج تنها نقطه شروعی برای تحقیقات در مقیاس گسترده‌تر است.»

این پژوهش در مجله Journal of Ecology منتشر شده است.

اگر به تکامل و محیط‌زیست شهری علاقه‌مند هستید، دیدگاه خود را در بخش نظرات با ما به اشتراک بگذارید یا این مقاله را برای دوستانتان ارسال کنید.