El cambio climático provocado por el hombre es cada vez más dando forma a los entornos de vida de la Tierra. El aumento de las temperaturas, los rápidos cambios en las precipitaciones y la estacionalidad y la acidificación de los océanos están presentando entornos alterados para muchas especies animales. ¿Cómo se adaptan los animales a estas condiciones nuevas, a menudo extremas?

Los sistemas nerviosos de los animales desempeñan un papel central al permitir y limitar la forma en que responden a los climas cambiantes. Dos de mis principales intereses de investigación como biólogo y neurocientífico implica comprender cómo los animales se acomodan temperaturas extremas e identificar las fuerzas que dan forma a la estructura y función de sistemas nerviosos animales, especialmente cerebros. La intersección de estos intereses me llevó a explorar los efectos del clima en los sistemas nerviosos y cómo los animales probablemente responderán a entornos que cambian rápidamente.

Todas las funciones principales del sistema nervioso (detección de sentidos, procesamiento mental y dirección del comportamiento) son críticas. Permiten a los animales navegar en sus entornos de manera que permitan su supervivencia y reproducción. Es probable que el cambio climático afecte estas funciones, a menudo para peor.

Ambientes sensoriales cambiantes

Los cambios de temperatura modifican el equilibrio energético de los ecosistemas (desde las plantas que producen energía a partir de la luz solar hasta los animales que consumen plantas y otros animales), alterando posteriormente los mundos sensoriales que experimentan los animales. Es probable que el cambio climático desafíe todos sus sentidos, desde la vista y el gusto hasta el olfato y el tacto.

Los animales como los mamíferos perciben la temperatura en parte con proteínas receptoras especiales en sus sistemas nerviosos que responden al calor y al frío, discriminando entre temperaturas moderadas y extremas. Estas proteínas receptoras ayudan a los animales buscar hábitats apropiados y puede desempeñar un papel fundamental en la forma en que los animales responden a los cambios de temperatura.

El cambio climático altera las señales ambientales de las que dependen los animales para resolver problemas como seleccionar un hábitat, encontrar comida y elegir pareja. Algunos animales, como mosquitos que transmiten parásitos y patógenos, dependen de los gradientes de temperatura para orientarse en su entorno. Los cambios de temperatura están alterando dónde y cuándo los mosquitos buscan huéspedes, lo que provoca cambios en la transmisión de enfermedades.

El cambio climático está empujando cada vez a más mosquitos a tomar a los humanos como sus huéspedes preferidos.

Cómo afecta el cambio climático a las señales químicas que utilizan los animales para comunicarse entre sí o dañar a los competidores Puede ser especialmente complejo porque los compuestos químicos son muy sensibles a la temperatura.

Fuentes de información que antes eran confiables, como los cambios estacionales en la luz del día, pueden perder su utilidad a medida que se desacoplan. Esto podría causar una ruptura en el vínculo entre la duración del día y planta floreciendo y fructificandoe interrupciones conducta animal como la hibernación y la migración cuando la duración del día ya no predice la disponibilidad de recursos.

Cambiando el cerebro y la cognición

El aumento de las temperaturas puede alterar el desarrollo y funcionamiento del cerebro de los animales, con efectos potencialmente negativos en su capacidad para adaptarse eficazmente a sus nuevos entornos.

Los investigadores han documentado cómo las temperaturas extremas pueden alterar neuronas individuales en el genético y niveles estructuralesasí como cómo el el cerebro esta organizado como un todo.

En entornos marinos, los investigadores han descubierto que los cambios en la química del agua inducidos por el clima, como la acidificación de los océanos, pueden afectar el rendimiento cognitivo general y las capacidades sensoriales de los animales, como el seguimiento de olores en pez de arrecife y tiburones.

Alteraciones de comportamiento

Los animales pueden responder a la adversidad climática cambiando de ubicación, desde cambiando los microhábitats ellos usan a alterando su rangos geográficos.

La actividad también puede cambiar a diferentes periodos del dia o para nuevas temporadas. Estas respuestas conductuales pueden tener implicaciones importantes para los estímulos ambientales a los que estarán expuestos los animales.

Por ejemplo, los peces de mares que se calientan se han desplazado a aguas más frías y profundas que tienen características dramáticamente diferentes. intensidad de la luz y gama de colores de lo que sus sistemas visuales están acostumbrados. Además, debido a que no todas las especies cambiarán sus comportamientos de la misma manera, las especies que se mudan a un nuevo hábitat, hora del día o estación cambiarán. enfrentar otros nuevosincluidas plantas alimenticias y animales de presa, competidores y depredadores, y patógenos.

Los cambios de comportamiento impulsados ​​por el cambio climático reestructurarán los ecosistemas en todo el mundo con resultados complejos e impredecibles.

Plasticidad y evolución.

Los cerebros animales son notablemente flexibles y están desarrollados para adaptarse experiencia ambiental individual. Incluso son sustancialmente capaz de cambiar en la edad adulta.

Pero los estudios que comparan especies han visto fuerte efectos ambientales sobre la evolución del cerebro. Los sistemas nerviosos animales evolucionan para adaptarse a los entornos sensoriales del espacio de actividad de cada especie. Estos patrones sugieren que los nuevos regímenes climáticos eventualmente moldearán los sistemas nerviosos obligándolos a evolucionar.

Cuando la genética tiene fuertes efectos sobre el desarrollo del cerebro, los sistemas nerviosos que están finamente adaptados al entorno local pueden perder su ventaja adaptativa con el cambio climático. Esto puede allanar el camino para nuevas soluciones adaptativas. A medida que cambian el alcance y la importancia de los estímulos sensoriales y las señales estacionales, la selección natural favorecerá a aquellos con nuevas capacidades sensoriales o cognitivas.

Algunas partes del sistema nervioso están limitadas por adaptaciones genéticas mientras que otros son más plásticos y responden a las condiciones ambientales. Una mayor comprensión de cómo se adaptan los sistemas nerviosos de los animales a entornos que cambian rápidamente ayudará a predecir cómo todas las especies se verán afectadas por el cambio climático.

Sean O’Donnell es profesor de Biodiversidad, Ciencias de la Tierra y el Medio Ambiente y Biología en la Universidad de Drexel. Este artículo se republica desde La conversación debajo de Licencia Creative Commons. Leer el artículo original.