تغير المناخ: كيف يؤثر على الأسماك؟
بقلم: فاطمة الزهراء عبد المجيد
أهمية الأسماك في الحفاظ على التوازن البيئي
تلعب الأسماك دورًا حيويًا في مجتمعاتها؛ فهي تتحكم في شبكات الغذاء لكونها حيوانات مفترسة أو فرائس لحيوانات أخرى (1)، كما أنها تتغذى على «المنتجين الأساسيين» (Primary Producers)، وهي الكائنات التي تستمد طاقتها من ضوء الشمس والمواد غير الحية وتحولها إلى طاقة كيميائية كالنباتات والطحالب وبعض أنواع البكتيريا (2)، وبالتالي فإن الأسماك تعمل كوسيط لتدفق المُغذيات (3). وتعمل الأسماك على هندسة النظام البيئي أثناء بحثها عن الطعام، وذلك من خلال «التعكير الأحيائي» للرواسب (Bioturbation) (4) و«التآكل الحيوي» للشعاب المرجانية (Bioerosion) (5)، مما يعزز الحركة المتبادلة بين الماء والرواسب فيؤثر على الكيمياء الفيزيائية للرواسب وكذلك على «إعادة تمعدن» المادة العضوية (Remineralisation) (6). كما أنها تساهم في «التدفق الكتلي» للمياه (Mass Flow) وضبط حالة المسطحات المائية (1). والأسماك عُرضةٌ كباقي الكائنات الحية للآثار المترتبة على التغير المناخي.
تأثيرات تغير المناخ على أسماك المياه العذبة
لقد نتج بالفعل عن تغير المناخ ارتفاعٌ في درجة حرارة سطح الأرض بمقدار 1.2 درجة مئوية مقارنة بحقبة ما قبل الثورة الصناعية (7). ومن المتوقَع لتلك الزيادة أن ترتفع لتصل إلى 1.5 درجة مئوية بحلول عام 2026، وإلى درجتين مئويتين بحلول عام 2039، وإلى 3 درجات مئوية بحلول عام 2060، وإلى 4 درجات مئوية بحلول عام 2078 (8).
شكل 1. يوضح الشكل متوسط الزيادة السنوية في درجة حرارة سطح الأرض مقارنة بحقبة ما قبل الثورة الصناعية وفقًا لمجموعات مختلفة من القواعد البيانية (7).
تأوي المياه العذبة أكثر من 15,000 نوعٍ من الأسماك، وهو ما يعادل نصف أنواع الأسماك المعروفة عالميًا (9). ونتيجة لتغير المناخ، تناقصت أعداد تلك الأسماك بشكل كبير، بل إنّ مجموعات الفقاريات في المياه العذبة قد تناقصت أعدادها بمعدل أكبر من نظيراتها من الفقاريات الأرضية أو فقاريات المياه المالحة (10).
وفي دراسة شملت 11,425 نوعًا من الأسماك النهرية، أشارت النتائج إلى أنه بتخطي الزيادة في درجة الحرارة 4.5 درجة مئوية، ستكون نصف النُطُق الجغرافية لتلك الأسماك مهددة (9). وأكثر تلك النُطُق المعرضة للتهديد جراء ارتفاع درجات الحرارة هي المناطق المدارية وشبه القاحلة ومنطقة حوض البحر الأبيض المتوسط (9,11). وفوق ذلك، فإنّ منطقة البحر الأبيض المتوسط خاصةً معرضةٌ للجفاف الذي يسببه الانخفاض الحاد في معدل تدفق المياه (9). كما أنّ الأسماك المدارية والأسماك ذات النُطُق الجغرافية الأصغر والأحجام الأصغر هي الأكثر عرضة للتهديد (12). وتضم العديد من المسطحات المائية المدارية دُوَلًا ذات دخل منخفض يعتمد أكثر من 50% من دخلها على الصيد (13)، وبالتالي فإن اقتصاد تلك البلدان مهدد بشكل كبير، خصوصًا وأنّ تلك الأرقام تشير إلى انقراض محلي لأنواع عديدة من الأسماك (14). وتدعم هذه النتائجَ دراسةٌ أحدث توصلت إلى أنّ نحو نصف أنواع الأسماك الموجودة حاليًا في المياه العذبة معرضةٌ للانقراض في العقود القادمة (11).
تأثيرات تغير المناخ على أسماك البحار المحيطات
بالنسبة لأسماك المياه المالحة (البحار والمحيطات)، فإنّ آثار التغير المناخي تتمظهر بشكل مختلف عليها. ويُعَد التغير في درجات الحرارة و«نقص الأوكسجين» (Hypoxia) وتحمُّض المحيطات أهم تلك الآثار، وقد تعارف العلماء عليها بمسمى “الثلاثي القاتل” (15). ويترتب عن ذلك اختلال في الوظائف الحيوية للأسماك؛ فارتفاع درجات الحرارة يزيد من حاجتها للأوكسجين، ومع نقص الأوكسجين، تضعف «كفاءة التنفس» (Aerobic Performance) (16). وتترتب عن الثلاثي القاتل آثارٌ وخيمة على النظام البيئي، من حيث «وفرة الكائنات» (Population Abundance)، و«تنوع مجتمعها» (Community Diversity)، وهيكل ووظيفة النظام البيئي (17).
تمتص المحيطات نحو 28% من ثاني أكسيد الكربون المنبعث جراء الأنشطة البشرية، كما تمتص 90% من الحرارة المضافة منذ القرن التاسع عشر (18). وقد قل الأوكسجين بنسبة 2% منذ عام 1960، كما قل الأُس الهيدروجيني (pH) للمحيطات بمقدار 0.1 منذ الثورة الصناعية، بينما تزيد درجة الحرارة بمعدل 0.07 درجة مئوية في كل عَقد (18). وتبعًا للارتفاع الشديد في درجات حرارة البحار والمحيطات، توقع العلماء أنّه ما بين الأعوام 1986-2005 و2041-2060 ستنخفض «الكتلة الحيوية» (Biomass) لـ77% من الأسماك والفقاريات التي يستهلكها البشر (19).
وفي دراسة حديثة، فحص العلماء «الملاءمة الحرارية للموائل» (Thermal Habitat Suitability) على مستوى العالم لأسماك مياه البحار الضحلة (20). وتعد الملاءمة الحرارية للموائل مؤشرًا يعتمد على العلاقة بين درجة الحرارة و«نطاق التمثيل الغذائي الهوائي» للكائن الحي (Aerobic Metabolism Scope) (21). ووفق النموذج المستخدَم في الدراسة، لاحظ العلماء نمطًا واضحًا من انخفاض الملاءمة الحرارية للموائل في الأسماك المدارية مقارنة بأسماك المناطق العليا من خطوط العرض (20). وأشاروا إلى أنّ المحيطيْن الهندي والهادئ والبحر الكاريبي وغرب إفريقيا هي أشد المناطق تأثرًا (20).
أما تحمض المحيطات فيؤثر بشكل خاص على حواس الأسماك، كالسمع والشم والإبصار واستشعار الأُس الهيدروجيني، وبالتالي يؤثر على سلوكها و«انتشارها من مكان لآخر» (Dispersal) (22). ولأول مرة عام 2016، أظهر العلماء كيف أنّ انجذاب اليرقات للمؤثرات الفيزيائية الكيميائية مثل الملوحة ودرجة الحرارة، يتغير بتغير درجة الحموضة (22).
شكل 2. مخطط مفاهيمي يقارن بين حالة المحيطات قبل التحمض في أواخر القرن الثامن عشر وبين حالتها المتوقعة بعد التحمض بحلول عام 2100 (23).
وبعد أن عرضنا تأثيرات تغير المناخ على الأسماك، وأوضحنا كيف أنّ تغير المناخ يؤثر على أعدادها وكتلتها ونُطُقها الجغرافية وحتى على سلوكها، فهل لنا أن نسأل كيف يمكن للأسماك أن تستجيب لتلك المؤثرات؟ وكيف يمكن لها أن تتكيف في بيئتها؟ هذا ما سنتعرض له في المقال القادم.
المصادر:
1. Villéger, S., Brosse, S., Mouchet, M., Mouillot, D. and Vanni, M.J., 2017. Functional ecology of fish: current approaches and future challenges. Aquatic Sciences, 79, pp.783-801.
2. J. David Allan and Maria M. Castillo 2007. Primary producers. In: Stream Ecology. Springer, Dordrecht. pp. 105–134.
3. Allgeier J., Layman C., Mumby P. and Rosemond A. 2014. Consistent nutrient storage and supply mediated by diverse fish communities in coral reef ecosystems. Global change biology. 20:2459-2472.
4. Aller R. and Cochran J. 2019. The Critical Role of Bioturbation for Particle Dynamics, Priming Potential, and Organic C Remineralization in Marine Sediments: Local and Basin Scales. Front. Earth Sci. 7:157.
5. Schönberg C., Fang J., Carreiro-Silva M., Tribollet A. and Wisshak M. 2017. Bioerosion: the other ocean acidification problem. ICES Journal of Marine Science, 74:895–925.
6. Lauderdale J., Cael B. 2021. Impact of Remineralization Profile Shape on the Air-Sea Carbon Balance. Geophysical Research Letters. 48:7.
7. WMO Provisional Report on the State of the Global Climate (2020).
8. Tebaldi C, Debeire K., Eyring V., Fischer E., Fyfe J., Friedlingstein P., Knutti R., Lowe J., O’Neill B., Sanderson B. et al. 2021. Climate model projections from the Scenario Model Intercomparison Project (ScenarioMIP) of CMIP6. European Geoscience Union. 12: 253–293.
9. Barbarossa V., Bosmans J., Wanders N., King K., Bierkens M., Huijbregts M. and Schipper A. 2021. Threats of global warming to the world’s freshwater fishes. Nature Communications. 12:1701.
10. Scherer L., Boom H., Barbarossa V. and Bodegom P. 2023. Climate change threats to the global functional diversity of freshwater fish. Global Change Biology. 29:3781-3793.
11. Manjarrés-Hernández A., Guisande C., García-Roselló E., Heine J., Pelayo-Villamil P., Pérez-Costas E., González-Vilas L., González-Dacosta J., Duque S., Granado-Lorencio C. et al. Predicting the effects of climate change on future freshwater fish diversity at global scale. Nature Conservation. 43:1-24.
12. Eccles R., Zhang H. and Hamilton D. 2019. A review of the effects of climate change on riverine flooding in subtropical and tropical regions. Journal of Water and Climate Change. 10 (4): 687–707.
13. FAO. The State of World Fisheries and Aquaculture 2018—Meeting the sustainable development goals. (2018).
14. Wiens J. 2016. Climate-Related Local Extinctions Are Already Widespread among Plant and Animal Species. PLOS Biology. 14(12): e2001104.
15. Bijma J., Pörtner H., Yesson C. and Rogers A. 2013. Climate change and the oceans – What does the future hold? Marine Pollution Bulletin. 74:495-505.
16. Pörtner H. and Knust R. 2007. Climate Change Affects Marine Fishes Through the Oxygen Limitation of Thermal Tolerance. Science. 315:95-97.
17. Sumaila U., Cheung W., Lam V., Pauly D., and Herrick S. 2011. Climate change impacts on the biophysics and Economics of World Fisheries. Nature Climate Change, 1(9):449–456.
18. Cheung W. 2018 The Future of Fishes and fisheries in the changing oceans. Journal of Fish Biology. 92(3):790–803.
19. Cheung W., Frölicher T., Lam V., Oyinlola M., Reygondeau G., Sumaila U., Tai T., Teh L. and Wabnitz C. 2021. Marine high temperature extremes amplify the impacts of climate change on fish and fisheries. Science Advances, 7(40).
20. Lavender E., Fox C., and Burrows M., 2021. Modelling the impacts of climate change on thermal habitat suitability for shallow-water marine fish at a global scale. PLOS ONE. 16(10).
21. Marras S., Cucco A., Antognarelli F., Azzurro E., Milazzo M., Bariche M., Butenschön M., Kay S., Di Bitetto M., Quattrocchi G., et al. 2015. Predicting future thermal habitat suitability of competing native and invasive fish species: From metabolic scope to oceanographic modelling. Conservation Physiology. 3(1): cou59.
22. Pistevos J., Nagelkerken I., Rossi T. and Connell S. 2016. Ocean acidification alters temperature and salinity preferences in larval fish. Oecologia. 183(2):545–553.
23. Rafferty JP. 2016. Ocean acidification. In: Encyclopædia Britannica.
