برچسب: محیط زیست

محققان نوع جدیدی از نیروگاه مصنوعی ساخته اند که می تواند برق تولید کند. تیم تحقیقاتی از دانشگاه بینگهمتون مطالعه خود را در مورد باتری های زیستی با انرژی باکتری – قابل بلعیدن و غیره – به ایده جدیدی برای گیاهان مصنوعی تبدیل کردند که می توانند از دی اکسید کربن تغذیه کنند، اکسیژن تولید کنند و حتی مقدار کمی نیرو تولید کنند.

پروفسور سئوهون “شان” چوی و دانشجوی دکترا مریم رضایی با استفاده از پنج سلول خورشیدی بیولوژیکی و باکتری های فتوسنتزی آنها، یک برگ مصنوعی “برای سرگرمی” ساختند و سپس متوجه شدند که این مفهوم مفاهیم گسترده تری دارد. آنها اولین کارخانه را با پنج برگ ساختند و سپس میزان جذب دی اکسید کربن و قابلیت تولید اکسیژن آن را آزمایش کردند.

قابلیت های تولید برق

در حالی که تولید برق فعلی حدود 140 میکرووات یک مزیت ثانویه است، چوی قصد دارد این فناوری را برای دستیابی به حداقل خروجی بیش از یک میلیوات بهبود بخشد. او همچنین میخواهد یک سیستم ذخیره سازی انرژی مانند باتری های لیتیوم یون یا ابرخازن ها را ادغام کند.

چوی گفت: “من می خواهم بتوانم از این برق برای شارژ تلفن همراه یا سایر موارد کاربردی استفاده کنم. با برخی تنظیمات دقیق، این گیاهان مصنوعی می توانند بخشی از هر خانواده باشند. مزایای این ایده به راحتی قابل مشاهده است.”

طبق بیانیه مطبوعاتی دانشگاه بینگهمتون، سایر ارتقاها می تواند شامل استفاده از گونه های مختلف باکتری برای اطمینان از زنده ماندن طولانی مدت و توسعه راه هایی برای به حداقل رساندن تعمیر و نگهداری، مانند سیستم های تحویل آب و مواد مغذی باشد.

• سنسور های کاغذی با قابلیت تشخیص مشکلات قلبی

گیاهان مصنوعی CO2 را به اکسیژن (O2) و بیوالکتریک تبدیل می کنند

این مطالعه همچنین نشان میدهد که سطح دی اکسید کربن (CO2) در داخل خانه اغلب به طور قابل توجهی بالاتر از سطوح بیرونی است، که یک نگرانی بهداشتی رو به رشد است، به ویژه در مناطق شهری که مردم بیش از 80 درصد از زمان خود را در داخل خانه میگذرانند. محققان همچنین ادعا کردند که گیاهان مصنوعی سیانوباکتری جذب کربن در محیط داخلی را افزایش می دهند و در عین حال CO2 را به اکسیژن (O2) و بیوالکتریکی تبدیل می کنند.

این گیاهان مصنوعی از نور داخل خانه برای هدایت فتوسنتز استفاده می کنند و به کاهش 90 درصدی سطح CO2 داخلی، از 5000 تا 500 ppm دست می یابند که بسیار بیشتر از کاهش 10 درصدی گیاهان طبیعی است. این سیستم علاوه بر بهبود کیفیت هوا، O2 و بیوالکتریسیته کافی برای تامین انرژی الکترونیک قابل حمل تولید می کند.

این مطالعه در Advanced Sustainable Systems منتشر شده است: “با اتصال پنج سلول بیوسولار به صورت سری در هر برگ، ما به OCV 1.0 ولت و حداکثر توان 46 میکرووات دست مییابیم. به طور قابل توجهی، هنگامی که این برگ ها به صورت سری در ساختار گیاه مصنوعی متصل می شوند، سیستم یک OCV 2.7 ولت و حداکثر توان 140 میکرووات تولید می کند که برای تامین انرژی الکترونیک قابل حمل کافی است.”

برگ مصنوعی در طول فتوسنتز برق تولید می کند

هر برگ مصنوعی در طول فتوسنتز الکتریسیته تولید میکند و آب و مواد مغذی از طریق تعرق و عملکرد مویرگی تامین میشود و سیستم های طبیعی گیاهان را تقلید میکند.

این سیستم یک ولتاژ مدار باز 2.7 ولت و حداکثر توان خروجی 140 میکرووات تولید می کند. بر اساس این مطالعه، این رویکرد غیرمتمرکز راه حلی پایدار و کم مصرف برای چالش های محیطی داخلی، ارائه کیفیت هوای بهبود یافته و برق تجدیدپذیر در میان افزایش سطح جهانی CO2 ارائه میکند.

چوی گفت: “به ویژه پس از گذر از کرونا، اهمیت کیفیت هوای داخل خانه را می دانیم. بسیاری از منابع می توانند مواد بسیار سمی مانند مصالح ساختمانی و فرش تولید کنند. ما دم و بازدم می کنیم و این باعث ایجاد سطح دی اکسید کربن می شود. همچنین خطرات ناشی از پخت و پز و نفوذ از فضای باز وجود دارد.”

گیاهان زمین تا زمانی که ما فکر می کردیم کربن را نگه نمی دارند. دانشمندان گزارش دادند که تجزیه و تحلیل جدید پالس های کربن رادیواکتیو 14 از آزمایش های بمب قرن بیستم نشان میدهد که گیاهان کربن بیشتری را در بافت های کوتاه مدت مانند برگ ها نسبت به تخمین های قبلی ذخیره میکنند. این بدان معناست که این کربن احتمالاً در برابر انتشار مجدد در جو آسیب پذیرتر است – این تیم میگوید که به طور بالقوه تخمین های مربوط به میزان کربن انسانی را که زیست کره میتواند نگه دارد، تغییر میدهد.

در جولای 1945، ایالات متحده اولین بمب پلوتونیومی را منفجر کرد. آن آزمایش “ترینیتی” چندین دهه آزمایش تسلیحات هسته ای را آغاز کرد، به ویژه در دهه 1950 و اوایل دهه 1960. هر انفجار، یک سنبله بزرگ از کربن رادیواکتیو 14، یک نوع کربن، به جو زمین فرستاد. سپس رادیوکربن بمب به چرخه کربن زمین پیوست و راه خود را در اقیانوس ها و زیست کره (بیوسفر) زمین پیچید.

این واقعیت به یک پوشش نقرهای علمی برای آزمایش های بمب تبدیل شد: دانشمندان متوجه شدند که انفجارهای رادیوکربن در حال گردش در سیستم زمین، بسیار شبیه پالس های ردیاب های پزشکی رادیواکتیو است که در بدن انسان حرکت میکنند. آنها فرصتی منحصر به فرد برای دانشمندان فراهم کردند تا کربن را دنبال کنند و تجزیه و تحلیل کنند که کجا و برای چه مدت ذخیره شده و در سراسر جهان آزاد می شود.

• جلبک ها می توانند منبع انرژی تجدیدپذیر باشند

نظر دانشمندان در مورد کربن و گیاهان

این اطلاعات اکنون بسیار مهم است. هدر گریون (Graven)، یک دانشمند جوی در امپریال کالج لندن میگوید: با گرم شدن آب و هوا به دلیل انباشته شدن CO2 و دیگر گازهای گلخانه ای در اتمسفر، نیاز شدید به درک اینکه زیست کره زمین – از جمله گیاهان و خاک آن – تا چه زمانی میتواند مقداری از این کربن را جذب کند، احساس میشود.
مدل های رایانه ای کنونی از آب و هوا تخمین میزنند که پوشش گیاهی و خاک زمین حدود 30 درصد از انتشار CO2 ناشی از انسان را به خود اختصاص میدهند. گریون و همکارانش در مورد آن کنجکاو بودند.
او میگوید: “ما علاقه مند بودیم به مدل های زیست کره و اینکه چقدر کربن رادیویی حاصل از آزمایش های بمب را نشان میدهند، نگاه کنیم.”

در مطالعه جدید، گریون و همکارانش بر یک بازه زمانی کوتاه از سال 1963 تا 1967 تمرکز کردند که در طی آن هیچ آزمایش بمبی انجام نشد. این بدان معناست که هیچ پالس جدیدی برای اشتباه گرفتن داده ها وجود ندارد – فقط پالس های رادیوکربن از قبل در سیستم حرکت می کنند. این تیم همچنین فقط بر روی بخش رشد گیاه از ذخیره کربن متمرکز شد.

این تیم با ارزیابی مجدد میزان کربن 14 که از آزمایش های بمب به جو فوقانی اتمسفر تخمین زده میشود و چه مقدار کربن در آن زمان به اتمسفر پایین تر و اقیانوس ها منتقل شده است، شروع کردند. برای انجام این کار، محققان تخمین های قبلی را با داده های کربن 14 جمع آوری شده توسط هواپیما، بالون های استراتوسفر و شناورهای اقیانوس به روز کردند. از آنجا، آنها محاسبه کردند که چه مقدار کربن 14 باید وارد بیوسفر شده باشد. این تیم سپس مشاهدات ماهوارهای ذخیره سازی کربن در پوشش گیاهی زنده را با شبیه سازی رایانه ای از محل تجمع کربن در گیاهان مقایسه کرد.

گریون می گوید که نتایج شگفت انگیز بود. آنها دریافتند که اکثر شبیه سازی های رایانه ای فعلی از پوشش گیاهی و آب و هوا سرعت رشد گیاهان را دست کم می گیرند. مدل های فعلی نشان میدهند که گیاهان سالانه بین 43 تریلیون تا 76 تریلیون کیلوگرم کربن جذب میکنند. مطالعه جدید آن را به حداقل 80 تریلیون افزایش می دهد – احتمالاً دو برابر.

وقتی صحبت از امید به ذخیره کربن اضافی حاصل از فعالیت های انسانی در بیوسفر میشود، خبر خوبی به نظر میرسد. اما، تیم متوجه شد، یک نقطه ضعف وجود دارد. ردیابی رادیوکربن بمب همچنین نشان داد که کربن بیشتری نسبت به آنچه قبلا تصور می شد در زیست توده کوتاه مدت مانند برگ ها و ریشه های نازک و ظریف ذخیره می شود. این بافتها نسبت به بافت های با عمر طولانی تر مانند ساقه ها و ریشه های بزرگتر در برابر تخریب که کربن را به اتمسفر باز میگرداند، آسیب پذیرتر هستند.

گریون می گوید این موضوع بر اهمیت محدود کردن انتشار سوخت های فسیلی تاکید میکند.

کربنی که اکنون [به گیاهان] وارد میشود، تا زمانی که فکر میکردیم وجود نخواهد داشت. محدودیتی برای ذخیره سازی در پوشش گیاهی وجود دارد.”

لیزا ولپ، بیوژئوشیمیدان در دانشگاه پوردو در وست لافایت، ایندیانا، که در این مطالعه شرکت نداشت، میگوید این یافته ها چه معنایی برای پیش بینی های آینده آب و هوا و بهترین نحوه ترکیب نقش پوشش گیاهی در این مدلها دارد، هنوز مشخص نیست.اما، او می گوید، آنها اعتماد به نفس را در مورد اینکه چگونه مدل های آب و هوایی می توانند این نقش را شبیه سازی کنند، تضعیف می کنند.

دانشمندان دانشکده مهندسی مولکولی پریتزکر شیکاگو روشی را برای تبدیل دی اکسید کربن (CO2) به سوخت های پاک و مواد شیمیایی مفید با بازدهی نزدیک به 100٪ توسعه داده اند. این پیشرفت می تواند با ایجاد یک حلقه انرژی پاک که انتشار گازهای گلخانه ای را کاهش می دهد، مبارزه با تغییرات آب و هوایی را متحول کند.

این به یک چالش حیاتی اشاره شده توسط آژانس بین المللی انرژی (IEA) میپردازد که تخمین میزند فناوری های جذب، استفاده و ذخیره سازی کربن (CCUS) میتوانند به طور قابل توجهی انتشار CO2 جهانی را تا سال 2050 کاهش دهند.

یک روند بدیع

دی اکسید کربن، گاز گلخانه ای اولیه که مسئول 78 درصد تغییر در تعادل انرژی زمین بین سال های 1990 تا 2022 است، محصول جانبی سوزاندن سوخت های فسیلی و برخی از منابع انرژی تجدید پذیر است.

از طریق فرآیندی به نام کاهش الکتروشیمیایی دی اکسید کربن (CO2R)، CO2 می تواند به سوخت های پاک و مواد شیمیایی تبدیل شود. با این حال، این فرآیند اغلب محصولات جانبی ناخواسته ای مانند گاز هیدروژن و کربنات ایجاد می کند و کارایی آن را کاهش می دهد.

آزمایشگاه Amanchukwu در دانشکده مهندسی مولکولی پریتزکر راهی برای دستکاری مولکول های آب برای کارآمدتر کردن CO2R کشف کرد.

با استفاده از حلال های آلی و افزودنی های اسیدی، محققان توانستند رفتار آب را کنترل کنند و اطمینان حاصل کنند که آب مقدار مناسبی از پروتون را برای ایجاد مولکول های مورد نظر بدون تولید محصولات جانبی ناخواسته اهدا میکند.

پروفسور Chibueze Amanchukwu، گفت: “در شیمی عمومی می آموزیم که دی اکسید کربن با هیدروکسید واکنش داده و کربنات تشکیل می دهد. این نامطلوب است، زیرا مولکولی را که میخواهیم ارزش گذاری کنیم، تخلیه میکند.”

• انگلیس ساخت بزرگترین تلسکوپ دنیا را شروع کرد

کارآمد و مقرون به صرفه

این روش جدید در شرایط اسیدی خفیف با استفاده از طلا یا روی به عنوان کاتالیزور، تقریباً 100 درصد کارایی را به دست آورد. نکته قابل توجه، استفاده از روی، یک فلز فراوان در زمین، این فرآیند را برای کاربردهای صنعتی مقرون به صرفه تر میکند و به طور بالقوه به رشد بازار جهانی جذب و ذخیره سازی کربن کمک میکند.

رجی گومز، نویسنده اول مقاله جدید گفت: “تصور کنید میتوانیم برق سبز از خورشید و باد داشته باشیم و سپس از این الکتریسیته برای تبدیل مجدد دی اکسید کربن به سوخت استفاده کنیم.”

این پیشرفت می تواند پیامدهای گسترده ای برای بخش انرژی و مبارزه با تغییرات آب و هوایی داشته باشد. با ایجاد یک حلقه انرژی پاک که CO2 را به سوخت های قابل استفاده تبدیل می کند، این روش جدید راه حلی امیدوارکننده برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و کاهش اثرات گرمایش جهانی ارائه می دهد.

مزایای دستیابی به موفقیت

این پیشرفت همچنین با تلاش های شرکت هایی مانند مهندسی کربن، Opus 12، و مواد دیاکسید، که در حال توسعه فناوری های CO2R در مقیاس تجاری هستند، همسو است.
علاوه بر این، توانایی تبدیل CO2 به سوخت های پاک مانند اتانول یا متان می تواند یک چرخه کربن حلقه بسته ایجاد کند و وابستگی به سوخت های فسیلی را کاهش دهد و منابع انرژی پایدار را ارتقا دهد.

علاوه بر این، این تحقیق پتانسیل استفاده از فلزات فراوان در زمین مانند روی را به عنوان کاتالیزور نشان میدهد و راه را برای فرآیندهای کاتالیزوری پایدارتر و مقرون به صرفه تر در صنایع مختلف هموار میکند.

گومز نتیجه گرفت: “پلاتین، نقره، طلا – برای اهداف تحقیقاتی، کاتالیزورهای بزرگی هستند. آنها مواد بسیار پایداری هستند. اما وقتی به برنامه های صنعتی فکر میکنید، هزینه آنها بالا میرود.”

آیا درختان امروزی تغییر می کنند؟ به نظر می رسد نتایج تحقیقات اخیر دانشگاه ایالتی اوهایو این را نشان می دهد. نتایجی که جدیدا منتشر شد، واقعاً شگفت‌انگیز است. زیرا این تحقیق نشان می‌دهد که درختان روز به روز به لطف دی اکسید کربن بزرگ‌تر می‌شوند. به عبارت دیگر، جو باعث افزایش حجم چوب جنگل‌های ایالات متحده شده است.

این مطالعه نشان داد که افزایش سطح کربن به طور مداوم باعث افزایش حجم چوب در 10 گروه مختلف جنگلی معتدل در سراسر کشور می شود. حتی اگر عوامل دیگری مانند آب و هوا و آفات نیز می توانند تا حدودی حجم درخت را تغییر دهند. این نشان می دهد که رشد سریع درختان به محافظت از اکولوژی زمین در برابر اثرات گرمایش جهانی، کمک می کند.

برنت سونگن، یکی از نویسندگان این مطالعه گفت: “جنگل‌ها کربن را با نرخی معادل 13 درصد از انتشار ناخالص ما از جو خارج می‌کنند. در حالی که ما میلیاردها تن دی اکسید کربن را وارد جو می کنیم، بخش زیادی از آن را فقط با اجازه دادن به رشد جنگل هایمان از بین می بریم.”

• کشف یک اکوسیستم جدید در اعماق اقیانوس

رشد درختان امروزی به دلیل لقاح کربن

دلیل رشد زیاد درختان کوددهی کربنی (افزایش رشد) است. لقاح کربن یا لقاح دی اکسید کربن باعث افزایش سرعت فتوسنتز در گیاهان با افزایش سطح دی اکسید کربن در جو می شود.

سونگن گفت: “به خوبی می دانیم که وقتی یک تن دی اکسید کربن را در جو قرار می دهید، برای همیشه در آنجا باقی نمی ماند. مقدار زیادی از آن به اقیانوس‌ها می‌ریزد، در حالی که بقیه آن توسط درختان و تالاب‌ها و مناطقی از این دست گرفته می‌شود.”

طبق این مطالعه، در طول 20 سال گذشته، جنگل‌های ایالات متحده سالانه حدود 700 تا 800 میلیون تن دی‌اکسید کربن یا 10 تا 11 درصد از کل انتشار دی‌اکسید کربن این کشور را ذخیره کرده‌اند.

درختان مشکلی ندارند که از دی اکسید کربن اضافی زمین استفاده کنند. یک گاز گلخانه ای که می تواند عواقب منفی بر سیستم ها و زیرساخت های طبیعی داشته باشد. چنین رشدی ممکن است برای افراد عادی قابل توجه نباشد. اما پوشش درختان امروزی حدود 20 تا 30 درصد بیشتر از 30 سال پیش است.

دانشمندان در ماموریتی در مالدیو اکوسیستم جدیدی را در عمق 500 متری اقیانوس کشف کردند. بر اساس بیانیه مطبوعاتی منتشر شده توسط نکتون، انتظار می‌رود این کشف منجر به افزایش حفاظت از حیات دریایی و ماهیگیری در این منطقه ویژه شود.

نکتون یک بنیاد تحقیقاتی غیرانتفاعی در بریتانیا است. این بنیاد برای تسریع تحقیقات علمی اقیانوس و حفاظت از اقیانوس تاسیس شد. هم جغرافیا و هم موجودات دریایی موجود در اقیانوس اکوسیستم های دریایی را تعریف می کنند.

پروفسور الکس راجرز که در طول این سفر بیش از 30 ساعت را زیر آب در زیردریایی های مأموریت سپری کرد و “منطقه به دام انداختن” را زیر نظر گرفت، گفت: “اینجا همه ویژگی های یک اکوسیستم جدید متمایز را دارد. منطقه تله‌گذاری در حال ایجاد واحه‌ای از زندگی در مالدیو است. همچنین به احتمال زیاد در سایر جزایر اقیانوسی و همچنین در دامنه‌های قاره‌ها وجود دارد.”

این اکولوژی که اکنون به عنوان “منطقه به دام انداختن” شناخته می شود، واحه ای از زندگی را در اعماق اقیانوس حفظ می کند. مفهوم منطقه به دام انداختن در جزایر مرجانی مالدیو پس از جمع آوری چندین نمونه بیولوژیکی، فیلم ویدئویی و نقشه برداری گسترده از سونار توسط دانشمندان ماموریت نکتون، توسعه یافت.

صخره مرجانی حلقه ای، جزیره یا مجموعه ای از جزایر به عنوان جزیره مرجانی شناخته می شود.

پروفسور لوسی وودال، دانشمند اصلی نکتون گفت: “داده‌های تصویر، همراه با نمونه‌های بیولوژیکی که از غوطه‌ورها و نقشه‌برداری گسترده سونار جمع‌آوری کرده‌ایم، همگی به شکارچیان مگافون مانند کوسه‌ها و دیگر ماهی‌های بزرگ اشاره می‌کنند که از دسته‌های میکرو نکتون تغذیه می‌کنند. موجودات شناگر کوچکی که در برابر چشم انداز زیر دریا در آن عمق به دام افتاده اند.”

ماموریت نکتون در مالدیو

هدف نکتون بررسی اعماق اقیانوس است. داستان سرایی الهام بخش، آموزش و تحقیقات علمی، همه بخشی از ماموریت Nekton برای پیشبرد درک عمومی و علمی از اعماق اقیانوس است.

ماموریت نکتون مالدیو اولین کشف و مستندسازی سیستماتیک مالدیو از حیات اقیانوسی است.

محمد شیمال از موسسه تحقیقات دریایی مالدیو (MMRI) گفت: “این یک موفقیت بزرگ است. ما اطلاعات زیادی را جمع آوری کرده ایم که در غیر این صورت نمی توانیم در مدت زمان کوتاهی به آنها دست پیدا کنیم. ما در مستندسازی محیط های عمیق دریا و از عمق [1000 متر] تا حدود 500 متر کار موفقی انجام داده ایم.”

• بهتر است بعد از نیمه شب بیدار نمانید

در سفر 34 روزه نکتون، دانشمندان مالدیویی و شرکای خارجی آنها تحقیقات جامعی را روی این سازه‌های طبیعی انجام دادند و نمونه‌هایی از آن جمع‌آوری کردند.

ماموریت نکتون در مالدیو همکاری بین دولت مالدیو، MMRI و دانشمندان بین المللی است. همچنین توسط ساعت ساز لوکس سوئیسی Omega، پشتیبانی می شود. این شرکت یک وسیله نقلیه زیردریایی پیشرفته Omega Seamaster II را برای این ماموریت اهدا کرد.

داده‌های ویدئویی و بیولوژیکی جمع‌آوری‌شده در طول این بررسی در مالدیو، در مقر نکتون در بریتانیا در آکسفورد و در آزمایشگاه‌های شریک مورد مطالعه قرار می‌گیرند. این کشف ممکن است پیامدهای قابل توجهی برای مدیریت ماهیگیری پایدار، دفن و ذخیره کربن، مدیریت دامنه های قاره ها و سایر جزایر اقیانوسی و کاهش تغییرات آب و هوایی داشته باشد.

این اکوسیستم جدید برای مالدیو چه معنایی دارد؟

رئیس جمهور مالدیو ابراهیم محمد سلیح عنوان کرد: “کشف “منطقه به دام انداختن” و واحه زندگی در اعماق اطراف مالدیو، دانش جدید و مهمی را در اختیار ما قرار می دهد که از تعهدات حفاظتی و مدیریت پایدار اقیانوس ما بیشتر حمایت می کند. البته تقریباً به طور قطع از ماهیگیری و گردشگری حمایت می کند.”

حتی اگر یک اثر به دام انداختن به کانون‌های تنوع زیستی در کوه‌های زیردریایی یا کوه‌های دریایی مربوط می‌شود، هنوز به ژئومورفولوژی منحصر به فرد و ویژگی‌های بیولوژیکی جزایر اقیانوسی مانند مالدیو متصل نشده است.

دکتر حسین رشید حسن، وزیر شیلات، منابع دریایی و کشاورزی توضیح داد: “مالدیو، یک کشور مجمع الجزایر مرجانی، با تهدید وجودی ناشی از تأثیرات انسانی و تغییرات آب و هوایی مواجه است. برای بقای خود به عنوان یک ملت، باید به دنبال راه حل های مبتنی بر علم باشیم. راهی که به ما کمک می کند تا اثرات فاجعه بار تغییرات آب و هوا را کاهش دهیم و با آن سازگار شویم.

تاریخ تکاملی این کشور جزیره ای مرجانی زیبا به عنوان یک رکورد بر روی سنگ بستر، نهشته ها و جانوران اعماق نوشته شده است. این ماموریت روشن می کند که چگونه می توانیم از علم برای بقا به عنوان یک ملت استفاده کنیم.”

تغییر اقلیم به طور غیرقابل انکاری آینده سیاره ما را شکل می دهد و تأثیر آن به اکوسیستم ما می رسد. از جمله ساکت ترین ناظران این مسخ، درختان جهان هستند.

بر اساس تحقیقات انجام شده، سالانه 10 میلیارد درخت از بین می رود. این کاهش نشان دهنده چیزی بیش از یک مقدار عددی است. این نشان دهنده کاهش قابل توجه زیرساخت های طبیعی زمین و خدماتی است که جنگل ها ارائه می دهند، مانند حمایت از تنوع زیستی و مقررات آب و هوایی.

یک مطالعه جدید توسط دانشمندان دانشگاه سانتا باربارا (UCSB) و دانشگاه دیویس، حساسیت درختان به خشکی در مناطق مختلف آب و هوایی را بررسی می کند. همانطور که ما در تحقیقات فرو می رویم، آشکار می شود که اثرات تغییرات آب و هوا بر درختان چند وجهی است. فقط مسئله اعداد نیست؛ بلکه شامل درک چگونگی واکنش گونه های مختلف به شرایط آب و هوایی در حال تغییر است.

حساسیت درختان به خشکی، جنبه ای حیاتی که در این مطالعه بررسی شد، تأثیر متقابل پیچیده بین الگوهای آب و هوایی و سلامت درختان را روشن میکند.

یکی از نویسندگان این مطالعه، پروفسور دادنی گفت که کاهش خشکیدگی درختان از مناطق خشکتر کالیفرنیا در طول خشکسالی 2012-2016 به عنوان انگیزهای برای کار فعلی آنها است.

او توضیح داد: “من متوجه شدم که این با تصورات علمی فعلی در تناقض است. جالب توجه است که این مطالعه از مطالعاتی حمایت میکند که نشان میدهد درختان فاسد – درختانی که منابع آبی فراوان دارند – به خشکسالی حساستر هستند. این امر باعث انجام یک تحقیق جهانی شد که توسط بانک داده های حلقه درختی بین المللی تسهیل شد تا سازگاری این الگوها را در مقیاس بزرگتر آزمایش کند.”

حساسیت درختان در شیب های آب و هوایی

محققان با تجزیه و تحلیل دقیق 6.6 میلیون نمونه حلقه درخت شروع کردند. این مطالعه گسترده 122 گونه در سراسر جهان را در بر گرفت و از نمونه های حلقه درختان به عنوان شاخص قابل اعتماد رشد سالانه استفاده کرد.

مقیاس جهانی این تحقیق به دنبال ارائه یک درک جامع از چگونگی واکنش درختان به خشکی در شرایط مختلف آب و هوایی بود.

سپس این مجموعه داده با دادههای آب و هوایی تاریخی، از جمله بارش و دما، ارجاع متقابل شد و الگوهای موجود را نشان داد.

برخلاف باورهای رایج، این تحقیق یک الگوی شگفت انگیز را کشف کرد: درختان در مناطق مرطوب تر جهانی حساسیت بالایی به خشکی نشان میدهند و نه برعکس! این یافته عقل متعارف را که درختان در محیط های خشک تر آسیب پذیرتر هستند را به چالش می کشد.

با پیش بینی تغییرات رشد تا سال 2100، این مطالعه آسیب پذیری غیرمنتظره ای را در مناطق مرطوبتر و گرمتر نشان داد، که نشان میدهد درک ما از اثرات تغییرات آب و هوایی بر ثبات جنگل ها در این مناطق دستکم گرفته شده است.

این مطالعه همچنین به پویایی تکاملی درختان در پاسخ به تغییرات آب و هوایی پرداخت.

با استاندارد کردن رشد در مناطق اقلیمی گونه ها، میتوان به دنبال تفاوتها در حساسیت بود و پیوندهایی با سازگاری ایجاد کرد. پروفسور دادنی توضیح داد که از آنجایی که جمعیت درختان در طول زمان با محیط خود سازگار می شوند، تغییرات آب و هوا در محدوده گونه ها انتظارات سازگاری های متنوعی را ایجاد می کند که منجر به تنوع ژنتیکی می شود.

تاثیر تغییر اقلیم بر سلامت جنگل ها

آسیب دیدگی

یافته های این مطالعه نه تنها باورهای سنتی را در مورد آسیب پذیری درختان در برابر خشکسالی به چالش میکشد، بلکه مفهوم جدیدی را معرفی میکند – «فاسد شدن» درختان در مناطق مرطوبتر.

این پدیده که در آن درختان با دسترسی بیشتر به منابع آبی حساسیت بیشتری نسبت به خشکسالی نشان میدهند، پیامدهای مهمی برای آینده اکوسیستم های جنگلی جهانی دارد.

علاوه بر این، این آسیب پذیری غیرمنتظره، فرضیات قبلی را در مورد اینکه کدام جنگل ها بیشتر توسط تغییرات آب و هوایی تهدید میشوند، به چالش میکشد.

تغییرات اقلیمی

با تجزیه و تحلیل روند رشد و پیشبینی تغییرات تا سال 2100، این تحقیق نگاهی اجمالی به تغییرات اقلیمی پیشبینی شده در دامنه های گونه ها ارائه میکند.

پیشبینی ها نشان دهنده چالشی اساسی برای بسیاری از گونه های درختی است. انتظار میرود بیش از 11 درصد از محدوده متوسط گونه ها تا سال 2100 با آب و هوای جدیدی روبرو شود. این نشان دهنده شرایطی است که به طور قابل توجهی با شرایطی که گونه ها در حال حاضر تجربه میکنند متفاوت است و خطر قابل توجهی برای بقای طولانی مدت آنها ایجاد میکند.

متغیرهای اقلیمی

این مطالعه همچنین به متغیرهای اقلیمی خاص می پردازد و دو مورد را برجسته می کند: تبخیر و تعرق بالقوه (PET) و کمبود آب اقلیمی (CWD).

این عوامل در تعیین سطوح تنش درختان تحت شرایط متغیر محیطی بسیار مهم هستند. پیشبینی میشود که میانگین PET با افزایش دما افزایش یابد که نشان دهنده افزایش اتلاف آب از تبخیر و تعرق است. انتظار میرود به طور همزمان، CWD، معیاری برای سنجش تعادل بین عرضه و تقاضای آب، تشدید شود.

این تغییرات در مجموع به استرس شدید درختان در پی تغییرات آب و هوایی کمک می کند.

تنوع ژنتیکی و سازگاری

سازگاری به عنوان یک عامل حیاتی برای بقای درختان پدیدار شده است. این مطالعه جنبه های عملی تنوع ژنتیکی و سازگاری را بررسی کرده است. با گذشت زمان، جمعیت درختان به محیط اطراف خود واکنش نشان می دهند و تنوع ژنتیکی را برای انطباق با تغییرات محیطی پرورش می دهند.

همانطور که ذکر شد، این مطالعه یک پیچ و تاب شگفت انگیز را در مورد درختان در مناطق مرطوب تر معرفی میکند که به عنوان یک مخزن ژنتیکی عمل میکنند و حساسیت بالایی به خشکی نشان میدهند. این یافته روش های پیچیده ای را که در آن درختان با محیط خود سازگار می شوند، برجسته می کند.

اهمیت تنوع ژنتیکی توسط پروفسور دادنی برجسته شد. او توضیح داد که روند رشد بلندمدت می تواند آزمایش کند که آیا جمعیت های مختلف به رویدادهای شدید مانند خشکسالی واکنش متفاوتی نشان می دهند یا خیر.

او گفت: “اگر تفاوت های قابل توجهی در پاسخ به خشکسالی وجود داشته باشد، می توانیم استنباط کنیم که این جمعیت ها احتمالاً در طول زمان به طور متفاوتی سازگار شده اند که منجر به تغییرات مکانی در آسیب پذیری جمعیت درختان در برابر تغییرات آب و هوایی می شود.”

اگرچه تنوع ژنتیکی میتواند درجاتی از محافظت از جنگل ها در برابر تأثیرات تغییرات آب و هوایی را فراهم کند، ظرفیت درختان برای سازگاری با خشکسالی و آب و هوای متغیر دارای محدودیت های مشخصی است، همانطور که در موارد بی سابقه مرگ و میر در سراسر جهان نشان داده شده است.

• 18 گونه حیوانی که در معرض خطر انقراض قرار دارند

مفاهیم عملی برای مدیریت جنگل

کشف مخزنی از ذخایر مقاوم به خشکی در مناطق خشکتر نمونه ای ملموس از سازگاری درختان است.
این جیب های انعطاف پذیر بینش های ارزشمندی را در مورد استراتژی هایی که درختان برای زنده ماندن در شرایط سخت به کار میگیرند، باز کردن راه هایی برای استراتژی های حفاظتی، از جمله مهاجرت کمکی و مداخلات مدیریت هدفمند بر اساس ثروت تنوع ژنتیکی در این درختان انعطافپذیر، ارائه میدهند.

به طور سنتی، استراتژی های مدیریت جنگل اغلب حول مناطقی متمرکز میشوند که بیشتر در معرض تأثیرات تغییرات آب و هوایی هستند، به ویژه مناطقی که با شرایط گرمتر و خشک تر مشخص میشوند. با این حال، یافته های غیرمنتظره این مطالعه، ارزیابی مجدد این پارادایم ها را ترغیب می کند.

پروفسور دادنی خاطرنشان کرد: “ما تأثیرات تغییرات آب و هوایی و پایداری جنگل ها و ذخایر کربن مرتبط با آنها را در مناطق مرطوبتر دست کم گرفته ایم.”

50 تا 100 سال آینده یک پنجره حیاتی برای مدیریت جنگل است. تغییرات اقلیمی پیش بینی شده و آسیب پذیری مناطق مرطوبتر و گرمتر، نیاز به استراتژی های انطباقی و فعال را نشان میدهد.

پروفسور دادنی محدودیت های مطالعه خود را تصدیق می کند و تشخیص می دهد که به دلیل تکیه بر داده های تاریخی نمی تواند واکنش های رشد را به شرایط آب و هوایی کاملاً جدید پیش بینی کند. با این حال، ادبیات علمی نشان داده است که شرایط محیطی جدید می تواند منجر به خطر بسیار بیشتر مرگ و میر درختان شود.

طبق گزارش اتحادیه بین المللی حفاظت از طبیعت (IUCN) در حال حاضر بیش از 44000 گونه در معرض خطر انقراض قرار دارند.
از دست دادن زیستگاه و شکار بی رویه از دلایل اصلی نرخ انقراض بالاتر است. بیش از یک چهارم حیوانات زمین ممکن است تا پایان قرن بیست و یکم منقرض شوند.

به گفته اتحادیه بین المللی حفاظت از طبیعت (IUCN) از پستانداران با شکوه گرفته تا دوزیستان کوچک، در حال حاضر بیش از 44000 گونه در محیط های بومی خود در معرض خطر انقراض هستند.

با توجه به شکار بی رویه، از دست دادن زیستگاه و تغییرات آب و هوایی که به عنوان عوامل اصلی انقراض در نظر گرفته می شوند، یک مطالعه در سال 2022 از دانشگاه فلیندرز استرالیا پیش بینی می کند که این سیاره تا سال 2050 حدود 10 درصد از حیوانات و گیاهان خود را از دست خواهد داد و تا سال 2100 به 27 درصد افزایش خواهد یافت.

اجازه دهید نگاهی به 18 نمونه از در معرض خطرترین حیوانات سیاره بیندازیم.

1. پلنگ آمور

پلنگ آمور (Panthera pardus orientalis) که به نام رودخانه آمور، که در امتداد مرز خاور دور روسیه و شمال شرق چین جریان دارد، در قرن گذشته با کاهش قابل توجه جمعیت روبرو شد و تعداد آن در طول دهه 1970 به 30 نفر رسید.

با این حال، تلاش های حفاظتی این رقم را تا سال جاری به حدود 125 نفر رسانده است، به طوری که اکثر پلنگ های آمور در حال حاضر در پارک ملی سرزمین پلنگ، یک منطقه حفاظتشده در روسیه زندگی میکنند.

پلنگ های آمور که به خاطر خزهای زیبای زرد طلایی، لکه های سیاه بزرگ و زیر شکم سفیدشان شناخته می شوند، از سال 1996 در فهرست قرمز IUCN به عنوان «در معرض خطر بحرانی» قرار گرفته اند.

پاول فومنکو، هماهنگ کننده برنامه حفاظت از تنوع زیستی در شعبه خاور دور صندوق جهانی حیات وحش (WWF) در روسیه، در بیانیه مطبوعاتی می گوید: “از دیدگاه من، تعداد دقیق پلنگ ها سوال مهمی نیست. آنچه واقعا مهم است این است که شکارچی در آستانه خطر انقراض است.”

این به دلیل شکار بی امان، همخونی به دلیل جمعیت کم و از بین رفتن زیستگاه از طریق قطع درختان ناپایدار، آتش سوزی های ناشی از انسان و توسعه صنعتی است.

2. اورانگوتان ها

اورانگوتان ها (که نام آنها از کلمات مالایی به معنای “شخص” و “جنگل” گرفته شده است) بومی جنگل های بارانی گرمسیری و مناطق کوهستانی خزه ای هستند، از باهوش ترین نخستی ها هستند.

با این حال، از دست دادن زیستگاه، علاوه بر شکار و آتش سوزی، همچنین بزرگترین تهدید برای هر سه گونه اورانگوتان است – سوماتران (Pongo abelii)، بورنئا (Pongo pygmaeus)، و اورانگوتان تاپانولی (Pongo tapanuliensis).
با این حال، یافته های سال 2015 نشان میدهد که بقای این میمونهای بزرگ میتواند حتی بیشتر به خطر بیفتد، مگر اینکه تلاش های حفاظتی دوباره آنها را به محیط های طبیعی با منابع غذایی با انرژی بالا معرفی کند تا بقای آنها تضمین شود.

دکتر ارین ووگل، انسانشناس تکاملی در دانشگاه راتگرز در ایالات متحده، در بیانیه ای میگوید: “اگر حیوانات نتوانند انرژی کافی به دست آورند، بازده تولید مثلی و تعداد جمعیت آسیب خواهند دید.”

در حالی که تعیین جمعیت دقیق اورانگوتان جهانی چالش برانگیز است، تخمین ها نشان می دهد که بیش از 104000 اورانگوتان بورنئی، کمتر از 14000 سوماترایی و کمتر از 800 اورانگوتان تاپانولی باقی مانده است.

3. کرگدن

در آغاز قرن بیستم، آفریقا و آسیا خانه 500000 کرگدن بود. با این حال، جمعیت کرگدن تا سال 1970 به 70000 نفر کاهش یافت. امروزه کمتر از 27000 کرگدن در زیستگاه طبیعی خود وجود دارد. با این حال، این افزایش نسبت به 16803 کرگدن تخمین زده شده در پایان سال 2022 است.

کرگدن سیاه (Diceros bicornis)، کرگدن جوان (Rhinoceros sondaicus)، کرگدن سوماترایی (Dicerorhinus sumatrensis) و کرگدن بزرگ یک شاخ (Rhinoceros unicornis) همه به شدت در معرض خطر انقراض هستند. کرگدن های سفید (Ceratotherium simum)، که جمعیت آنها در یک نقطه به تنها دو نفر کاهش یافته بود، فقط کمی بهتر هستند.

در حالی که تخمین ها می گویند حدود 6487 کرگدن سیاه در حیات وحش وجود دارد، هر دو جاوان و سوماترا کمتر از 80 قلاده دارند. بنیاد بین المللی کرگدن گزارش میدهد که کرگدن سوماترا اکنون ممکن است به چند نفر آخرش برسد.

از دست دادن زیستگاه و همچنین شکار غیرقانونی و تجارت غیرقانونی شاخ کرگدن که به 20000 دلار در هر کیلوگرم می رسد، دلایل اصلی تعداد بسیار کم جمعیت است.

4. سائولا

سائولا (Pseudoryx nghetinhensis) که به عنوان تکشاخ آسیایی نیز شناخته می شود، بومی رشته کوه آنامیت در ویتنام و لائوس است. گاو ساکن در جنگل یکی از کوچکترین دامنه ها را در بین پستانداران بزرگ دارد و در جنگل های مرطوب همیشه سبز یا برگریز زندگی می کند و ترجیحاً دره های رودخانه ای را ترجیح می دهد.

سائولا توسط IUCN به عنوان در معرض خطر جدی طبقه بندی شده است و تنها از سال 1992 برای علم شناخته شده است. تخمین زده می شود که بیش از 750 نفر وجود نداشته باشد.

یک خطر بزرگ برای این گونه شکار است – شاخ های تیز آن که هم در نر و هم در ماده یافت می شود، غنائم ارزشمندی در شمال دامنه این حیوان محسوب می شوند.

این گونه همچنین برای تجارت غیرقانونی خز، اهداف طب سنتی و گوشت مورد هدف قرار می گیرد که تقاضای زیادی در رستوران ها و بازارهای مواد غذایی در منطقه دارد.

5. واکیتا (گرازماهی کالیفرنیا)

این گراز دریایی (Phocoena sinus) بومی شمال خلیج کالیفرنیا است. این کوچکترین گونه از ستاسین در جهان است که طول آن از چهار تا پنج فوت متغیر است. در آستانه خطر انقراض است و بیش از 10 نفر باقی نمانده است.

واکیتا به شدت تحت تأثیر فعالیت های انسانی قرار گرفته است. آنها اغلب در تورهای آبششی مشبک بزرگی که توسط شکارچیانی که به طور غیرقانونی توتوآبا را مورد هدف قرار می دهند، درگیر می شوند و می میرند.

کریستوفر کیریازیس، دانشجوی دکترای UCLA در بوم شناسی و زیست شناسی تکاملی، در یک بیانیه، گفت: “ما دریافتیم که واکیتا توسط عوامل ژنتیکی، مانند جهش های مضر، که تمایل دارند روی بسیاری از گونه های دیگر که مخزن ژنی آنها تا حد مشابه کاهش یافته است، تأثیر بگذارند، منقرض نمی شود. ماهیگیری غیرقانونی همچنان بزرگترین تهدید آنهاست.”

محققان بر این باورند که اگر ماهیگیران به تجهیزات پایدار روی آورند و خطر تورهای آبششی از بین برود، این حیوانات دریایی در معرض خطر انقراض ممکن است شانس بهبودی داشته باشند.

• باکتری هایی که میتوانند حافظه را منتقل کنند

6. تنبل سه انگشتی پیگمی

تنبل های سه انگشتی پیگمی (Bradypus pygmaeus) که بسیار کوچکتر از سایر گونه های تنبل ها هستند، فقط در جزیره کوچکی در سواحل کارائیب پاناما، جزیره اسکودو د وراگواس یافت میشوند. جدای از زندگی در حاشیه درختان حرا قرمز جزیره، آنها در داخل جنگلی منطقه نیز زندگی می کنند، که نشان می دهد جمعیت آنها به احتمال زیاد بین 500 تا 1500 نفر است.

برایسون وویرین، محقق موسسه پرندهشناسی ماکس پلانک آلمان، در بیانیه ای مطبوعاتی میگوید: “در هر صورت، این عدد برای یک گونه کامل بسیار کم است.”

این موجودات درختی به طور قابل توجهی در برابر اختلال در زیستگاه و توسعه انسانی خود آسیب پذیر هستند و به دلیل جنگل زدایی مداوم خانه های جنگل های بارانی آنها به عنوان تهدید اصلی برای همه گونه های تنبل محسوب می شوند. علاوه بر این، شکار غیرقانونی خطر دیگری را ایجاد می کند که ناشی از تقاضای زیاد برای تنبل ها در تجارت غیرقانونی حیوانات خانگی است.

7. شتر باختری وحشی (شتر دوکوهانه وحشی)

شترهای باختری وحشی (Camelus bactrianus ferus) یکی دیگر از پستانداران بزرگ در معرض خطر انقراض هستند. آنها در برخی از دورافتاده ترین مناطق بیابانی در شمال چین و جنوب مغولستان زندگی می کنند.

بیشتر آنها در منطقه حفاظت شده ملی شتر وحشی Lop Nur چین زندگی می کنند، در حالی که تعداد کمتری را می توان در منطقه Great Gobi A Strictly Protected پیدا کرد.
طبق گزارش IUCN، با جمعیت وحشی حدود 950 نفر، این حیوانات به دلیل از دست دادن زیستگاه ناشی از فعالیت های انسانی مانند شکار، معدن، و توسعه کشاورزی به شدت در معرض خطر هستند.

علاوه بر تقاضا برای گوشت و پوست آنها، محدوده محدود آنها تلاش های حفاظتی را برای بقای آنها ضروری می کند.

8. نهنگ حقیقی اطلس شمالی

نهنگ حقیقی اطلس شمالی (Eubalaena glacialis) یک نهنگ در معرض خطر انقراض است که تحت قانون گونه های در معرض خطر از سال 1970 فهرست شده است.

با تنها 356 نفر باقی مانده، از جمله کمتر از 79 ماده فعال تولید مثلی، جمعیت آنها با سرعت نگران کننده ای کاهش می یابد که عمدتاً به دلیل فعالیت های انسانی است. علاوه بر این، تعداد گوساله های جدید در سال های اخیر به طور مداوم کمتر از حد متوسط بوده است.
تغییرات آب و هوایی، برخورد کشتی ها، و درهم تنیدگی در وسایل ماهیگیری از علل اصلی مرگ و میر نهنگ های حقیقی اطلس شمالی محسوب میشوند.

جاشوا استوارت از اداره ملی اقیانوسی و جوی (NOAA) در کالیفرنیا، ایالات متحده میگوید: “درهم تنیدگی وسایل ماهیگیری در این جمعیت متأسفانه نسبتاً رایج است و درهم تنیدگی هایی که منجر به وسایل متصل و آسیب های شدید میشود، عموماً در چند دهه گذشته افزایش یافته است.”
افزایش سطح سر و صدای اقیانوس ناشی از فعالیت های انسانی نیز نگران کننده است. زیرا این صدا می تواند ارتباط بین نهنگ حقیقی اطلس شمالی را مختل کند و سطح استرس آنها را افزایش دهد.

9. فیل جنگلی آفریقایی

فیل های جنگلی آفریقایی (Loxodonta cyclotis) که جنگلهای استوایی مرطوب در غرب آفریقا و حوضه کنگو را مهار میکنند، به طور مداوم برای عاجهای عاج شکار میشوند.

به دلیل افزایش فعالیتهای شکار غیرقانونی و تجارت غیرقانونی، این گونه در سال 2021 پس از کاهش بیش از 86 درصدی جمعیت آن در یک دوره 31 ساله، توسط IUCN در معرض خطر انقراض اعلام شد.

از دست دادن زیستگاه، درگیری انسانی و تولید مثل کند نیز بر کاهش جمعیت آنها تأثیر می گذارد.
جان پولسن، دکترای بوم شناس و زیست شناس تکاملی از دانشگاه دوک و آژانس ملی میگوید: “با کمتر از 100000 فیل در سراسر آفریقای مرکزی، اگر دولت ها و سازمان های حفاظت از محیط زیست سریع اقدام نکنند، این زیرگونه در خطر انقراض است.”

10. گوریل ها

این حیوانات بسیار باهوش که رفتارها و احساسات انسان مانند زیادی از خود نشان می دهند، مانند غم و اندوه و خنده، پس از شامپانزه ها و بونوبوها، سومین خویشاوند نزدیک ما هستند.

بزرگترین میمون های بزرگ که در جنگل های استوایی و نیمه گرمسیری آفریقای استوایی زندگی می کنند، به دو گونه تقسیم می شوند: گوریل شرقی (Gorilla beringei) و گوریل غربی (گوریل گوریل). هر دو توسط IUCN به عنوان “به شدت در معرض خطر” طبقه بندی شده اند.

طبق گفته سازمان گوریل، یک سازمان غیرانتفاعی متمرکز بر حفاظت، جمعیت فعلی گوریل های غربی کمتر از 150000 نفر است. در میان آنها، گوریل های کراس ریور (Gorilla gorilla diehli)، یکی از دو زیرگونه گوریل های غربی در کنار گوریل های دشت غربی (گوریل گوریل گوریل)، تعداد کمتر از 300 نفر در طبیعت دارند.

یکی از زیرگونه های گوریل شرقی، گوریل گرائر (Gorilla beringei graueri)، تنها 6800 جمعیت دارد.
این زیرگونه که فقط در جمهوری دموکراتیک کنگو (DRC) وجود دارد، در سال 1998 به 17000 نفر میرسید. با این حال، طبق مطالعه سال 2016 توسط موسسه تحقیقات گرمسیری اسمیتسونیان پاناما، جمعیت به دلیل جنگ ها، شکار غیرقانونی و از دست دادن زیستگاه به شدت کاهش یافت.

گوریل کوهی (Gorilla beringei beringei)، تنها زیرگونه ای است که به عنوان “در خطر انقراض” فهرست شده است، جمعیتی در حدود 1200 نفر دارد.
شکار غیرقانونی، تغییرات آب و هوایی، تخریب زیستگاه و بیماری مهم ترین تهدید برای بقای گوریل ها محسوب می شوند. برخی از حامیان محیط زیست انتظار دارند که گوریل ها تا سال 2050 یا قبل از آن در طبیعت منقرض شوند.

11. کاکاپو

کاکاپو (Strigops habroptila) که معمولاً به عنوان طوطی جغد شناخته می شود، یک گونه طوطی شبگرد و زمین نشین بومی نیوزلند است.
به گفته دپارتمان حفاظت نیوزیلند، این طوطی های بدون پرواز که میتوانند تا 25 اینچ رشد کنند، در خطر انقراض قریب الوقوع هستند و طبق گفته های اداره حفاظت نیوزیلند، امروزه تنها 247 نفر زنده هستند.

مهمترین تهدیدات آنها شکارچیان پستاندارانی مانند گربه ها، موش های صحرایی، موش های صحرایی و حشرات است که پیش از شروع برنامه بازیابی کاکاپو در سال 1995، تقریباً کل جمعیت را از بین بردند.

علاوه بر این، آسپرژیلوزیس، عفونت ناشی از قارچ آسپرژیلوس که باعث بیماری تنفسی شدید و گاه کشنده می شود، تهدید بزرگ دیگری است. این عفونت در سال 2021 باعث مرگ دو بالغ و هفت جوجه شد.

در سال 2023، تیمی از دانشمندان دانشگاه اوتاگو توالی یابی ژنی تقریباً کل جمعیت کاکاپو را برای کمک به بقای گونه انجام دادند.

اندرو دیگبی، دکترا، مشاور علمی از وزارت حفاظت، در بیانیه ای مطبوعاتی توضیح داد: “کاکاپو از بیماری و بازده تولید مثلی پایین رنج میبرد، بنابراین با درک دلایل ژنتیکی این مشکلات، اکنون میتوانیم به کاهش آنها کمک کنیم.”

12. گرازماهی بی‌باله

گرازماهی بی‌باله یانگ تسه تنها گونه از گراز دریایی آب شیرین در جهان است. این نام به دلیل نداشتن باله پشتی است.
این گونه ستاسه (Neophocaena asiaeorientalis) بومی رودخانه یانگ تسه در چین است و در کانال اصلی رودخانه و دو دریاچه بزرگ یافت می شود. دو گونه و سه زیرگونه از گراز دریایی بدون باله در حال حاضر شناخته شده است.

فعالیت های گسترده انسانی در رودخانه، از جمله آلودگی، ماهیگیری غیرقانونی، برخورد قایق ها و سدسازی، منجر به کاهش قابل توجه جمعیت شده است و امروزه تنها حدود 1000 نفر باقی مانده اند. از دست دادن زیستگاه، گرازهای دریایی را مجبور به ورود به مناطق کوچکتر و کوچکتر می کند.
صندوق جهانی طبیعت هشدار می دهد که بدون تلاش فوری برای حفاظت، گرازماهی بی‌باله با احتمال 90 درصدی برای انقراض در قرن آینده مواجه است. پس باید خطر انقراض آن را جدی گرفت.

• تحقیقات روی ۵ حیوان برای کاهش سرعت پیر شدن

13. تمساح پوزه‌باریک گنگی (گریال)

تمساح پوزه‌باریک گنگی (Gavialis gangeticus)، که معمولاً به آن تمساح گاویال یا ماهی خوار می گویند، یکی از اعضای آسیایی خانواده کروکودیلیا است که با پوزه بلند و باریک متمایزش قابل تشخیص است.

از لحاظ تاریخی، دامنه گریال رودخانه های بنگلادش، بوتان، هند، میانمار، نپال و پاکستان را در بر میگرفت. امروزه این گونه به جمعیت های تکه تکه شده در نپال و شمال هند محدود شده است. طبق گفته پارک جانورشناسی ملی اسمیتسونیان در ایالات متحده، گریال یک سبک زندگی آبی را دنبال میکند و افراد فقط آب را رها میکنند تا در سواحل شنی غوطه ور شوند و لانه کنند.

گریال ها پس از کاهش 98 درصدی جمعیت از دهه 1940، از سال 2007 توسط IUCN به عنوان در معرض خطر بحرانی قرار گرفته اند. در حال حاضر کمتر از 250 فرد در طبیعت باقی مانده است. کاهش قابل توجه جمعیت به از دست دادن زیستگاه ناشی از فعالیت های انسانی، کاهش منابع غذایی موجود (ماهی)، و روش های مضر ماهیگیری نسبت داده می شود.

14. میمون عنکبوتی قهوه ای

میمون عنکبوتی قهوه ای (Ateles hybridus) که بومی جنگل های شمال کلمبیا و شمال غربی ونزوئلا است، یکی از 25 گونه نخستی در معرض خطر انقراض جهان است.

این گونه که با دم بلند خود متمایز می شود، دارای چهار انگشت خمیده و بدون شست است که به آن کمک می کند از درختی به درخت دیگر تاب بخورد و در اطراف شاخه های درخت حرکت کند.
طبق گزارش IUCN، در طول 45 سال گذشته، جمعیت میمونهای عنکبوتی قهوهای حدود 80 درصد کاهش یافته است که منجر به باقی ماندن جمعیت وحشی تقریباً 3000 نفری شده است.

خطرات اولیه برای این گونه شامل از دست دادن زیستگاه طبیعی آن به دلیل جنگل زدایی توسط انسان و شکار غیرقانونی است، زیرا گوشت این گونه در بسیاری از مناطق منطقه بومی آن ارزش بالایی دارد.

15. لاک پشت دریایی پوزه عقابی

این لاک پشت دریایی در معرض خطر انقراض (Eretmochelys imbricata) نام خود را از دهان منقار مانند منحصر به فرد خود گرفته است که برای یافتن منابع غذایی در شکاف ها و شکاف های صعب العبور بسیار مناسب است.

بیشترین جمعیت پوزه عقابی که در آب های گرمسیری و نیمه گرمسیری اقیانوس های اصلی جهان یافت می شود، در اقیانوس اطلس غربی، هند و هند و اقیانوس آرام یافت می شود. بزرگترین جمعیت لانه ساز در استرالیا و جزایر سلیمان قرار دارند.

طبق یک مطالعه در سال 2018، پوزه هاکس در معرض خطر خاصی از تغییرات آب و هوایی است، که در حال حاضر باعث تغییر در نسبت جنسی و نتایج باروری شده است.

ناتالی مونترو، فارغ التحصیل دانشگاه ایالتی فلوریدا و نویسنده اصلی این مطالعه، دریافت که افزایش دمای هوا و دریا، همراه با افزایش بارندگی و تشعشعات خورشیدی، می تواند موفقیت کلی جوجه کشی گونه را تا پایان قرن 11 درصد کاهش دهد.

مونترو میگوید: “انسان ها می توانند به طرق مختلف به لاک پشت های دریایی کمک کنند. کاهش ساخت و ساز ساحلی و حفاظت از زیستگاه های ساحلی بیشتر به اطمینان از در دسترس بودن زیستگاه لانه سازی در حال و آینده کمک می کند.”
در بسیاری از نقاط جهان، پوزه عقابی را به دلیل صدف های زیبای خود شکار می کنند که از آن برای ساخت جواهرات و زیور آلات استفاده می شود.

تهدیدهای دیگر عبارتند از گره خوردن در وسایل ماهیگیری تجاری، حملات کشتی ها، آلودگی اقیانوس ها، شکار تخم ها و جوجه های جوجه ریزی، و تخریب زیستگاه در اثر فعالیت های انسانی.

برآوردها ادعا می کنند که تنها پنج جمعیت در سراسر جهان وجود دارد که سالانه بیش از 1000 ماده بالغ و حدود 8000 ماده بالغ لانه می سازند.

16. سمندر غول پیکر چینی

سمندر غول پیکر چینی (Andrias davidianus) که یکی از بزرگترین دوزیستان در جهان به حساب می آید، بومی رودخانه های کوهستانی و دریاچه های سنگی در حوضه رودخانه یانگ تسه است.

از دست دادن زیستگاه، آلودگی و شکار بی رویه گوشت آن – خوراکی لذیذی که در طب سنتی چینی استفاده می شود – تهدیدهای قابل توجهی برای این گونه است.
به گفته یک سازمان حفاظت از محیط زیست در خطر انقراض حیات وحش، کمتر از 50000 نفر در طبیعت باقی مانده اند.

جمعیت های پرورشی بیش از 2 میلیون تخمین زده می شود، با این حال، تحقیقات انجام شده در سال 2015 بیان می کند که کشاورزی به جای حمایت از حفاظت از جمعیت سمندرهای وحشی، خطری جدی برای جمعیت سمندرهای وحشی دارد.

این مطالعه نشان داد که سمندرهای وحشی بهطور غیرقانونی شکار میشوند تا جمعیت های مزرعه داری را تکمیل کنند، جمعیت هایی که مقاوم نیستند و اغلب در پرورش موفق با چالش هایی مواجه هستند.

اندرو کانینگهام، پروفسور اپیدمیولوژی حیات وحش در انجمن جانورشناسی لندن و نویسنده اصلی این پروژه، میگوید: “با شیوه های کشاورزی بهتر، صنعت کشاورزی غولپیکر سمندر چینی این پتانسیل را دارد که به جای تهدید، حفاظت از آنها را منتفع کند.”

17. گرگ سرخ

گرگ قرمز (Canis rufus) در معرض خطر انقراض ترین گرگ جهان است، سگ سگی که اندازه آن بین کایوت و گرگ خاکستری است.

بومی بخش جنوب شرقی ایالات متحده، جمعیت گرگ های قرمز تا اوایل قرن بیستم به طور قابل توجهی کاهش یافت که به دلیل ابتکارات کنترل شدید شکارچیان و تخریب زیستگاه ناشی از فعالیت های انسانی بود.
گرگ های قرمز که به دلیل رنگ قرمز رنگ کتشان متمایز هستند، توسط IUCU.S.nce در سال 1996 به عنوان در معرض خطر بحرانی قرار گرفته اند.

طبق گزارش سرویس حیات وحش ماهی و حیات وحش ایالات متحده، تنها حدود 17 گرگ قرمز در طبیعت باقی مانده است. 241 قلاده دیگر در 45 مرکز پرورشی در سراسر کشور در اسارت نگهداری می شوند.

18. قورباغه آبی Sehuencas

قورباغه آبی Sehuencas (Telmatobius yuracare)، بومی جنگل های ابری کوهستانی گرمسیری بولیوی، رودخانه ها و باتلاق ها، عمدتاً توسط از دست دادن زیستگاه تهدید میشود.

اعتقاد بر این بود که این گونه بین سال های 2009 تا 2019 منقرض شده است، زیرا دانشمندان تنها از یک نمونه نر به نام رومئو آگاه بودند که در موزه تاریخ طبیعی بولیوی Alcide d’Orbigny در اسارت نگهداری میشد.
رومئو که «تنهاترین قورباغه جهان» نام داشت، حتی یک پروفایل دوستیابی آنلاین توسط دانشمندان برای یافتن یک ماده و نجات گونه او از ناپدید شدن داشت.

اما در سال 2019، محققان پنج قورباغه را در طبیعت کشف کردند – سه نر دیگر و دو ماده. این کشف اجازه ایجاد یک برنامه اصلاح نژاد را داد.

دانشمندان ارزیابی کرده اند که چگونه رژیم های مختلف گیاهی و گوشتی به طرق مختلف بر محیط زیست تأثیر می گذارند. این مطالعه جدید که توسط دانشگاه آکسفورد انجام شد نشان داد که اثرات زیست محیطی رژیم غذایی گیاهی مانند رژیم وگان تنها 30 درصد از رژیم غذایی پر گوشت است.

ارزیابی اثرات زیست محیطی

به گفته The Conversation، آنها داده های غذای 55000 نفر را بررسی کردند.

این مجموعه وسیعی از داده‌های رژیم غذایی از تحقیقات عمده سرطان و تغذیه به‌دست آمده است که اطلاعات مربوط به افراد مشابه را در بریتانیا برای بیش از دو دهه جمع‌آوری کرده است. در طول 12 ماه، شرکت کنندگان در تحقیق گزارش دادند که چه خورده و چه نوشیدند.

سپس اطلاعات جمع‌آوری‌شده به شش دسته طبقه‌بندی شد: “وگان، گیاه‌خوار، ماهی‌خوار، گوشت‌خواران کم، متوسط و زیاد بر اساس عادات غذایی گزارش‌شده خود.”

دانشمندان سپس داده های رژیم غذایی را با یک پایگاه داده مقایسه کردند که شامل اطلاعاتی در مورد اثرات زیست محیطی 57000 ماده غذایی بود.

قابل توجه، مجموعه داده جامع مواد غذایی عناصری مانند نحوه و مکان تولید یک محصول غذایی را در نظر گرفته است. به عنوان مثال، محصولات هویج که در یک گلخانه در اسپانیا رشد می کنند، اثرات زیست محیطی متفاوتی نسبت به محصولات کشت شده در یک مزرعه در بریتانیا خواهد داشت.

• خوردن پاستیل به خواب بهتر کمک میکند

معیارهای محیطی رژیم وگان

اثر زیست محیطی مواد غذایی و نوشیدنی ها با استفاده از پنج معیار اصلی ارزیابی شد: انتشار گازهای گلخانه ای، استفاده از زمین، استفاده از آب، آلودگی آب و از دست دادن تنوع زیستی.

نویسندگان خاطرنشان کردند که حتی کمترین پایداری رژیم وگان نیز نسبت به رژیم غذایی گوشتی بسیار پایدار از نظر محیط زیست سازگارتر است.

نویسندگان اشاره کردند: “جای تعجب نیست که رژیم های غذایی حاوی غذاهای حیوانی بیشتر اثرات زیست محیطی بیشتری دارند. به ازای هر واحد غذای مصرفی، گوشت و لبنیات بین 3 تا 100 برابر اثرات زیست محیطی غذاهای گیاهی دارد.”

گیاهخواران تنها 25 درصد از تأثیر رژیم غذایی افرادی که گوشت می خورند از نظر انتشار گازهای گلخانه ای ایجاد می کنند.

نویسندگان به این نتیجه رسیدند که آخرین یافته‌ها قابل توجه است زیرا سیستم غذایی کلی تخمین زده می‌شود که حدود 30 درصد از انتشار گازهای گلخانه‌ای جهانی را تشکیل می‌دهد. سیستم غذایی 70 درصد از آب شیرین جهان را مصرف می‌کند.

آنها اشاره کردند: “مطالعات ما و سایرین در حال تثبیت شواهدی هستند مبنی بر اینکه سیستم غذایی تاثیرات زیست محیطی و بهداشتی جهانی دارد که می تواند با گذار به سمت رژیم های غذایی گیاهی تر کاهش یابد.”

مهندسان از حرکت منحصر به فرد کرم ها، مارها و عروس دریایی برای توسعه نسل جدیدی از ربات های نرم زیر آب الهام گرفته اند. اکنون متخصصان رباتیک ربات جدیدی ساخته اند که می تواند مانند عروس دریایی شنا کند و باعث پاکسازی اقیانوس شود.

موسسه سیستم های هوشمند ماکس پلانک این نوآوری را برای پاکسازی اقیانوس های جهان بدون آسیب رساندن به حیوانات دریایی و صخره های مرجانی هدایت می کند.

این ربات می تواند به راحتی ذرات ریز زباله را جمع کند

این ربات الهام گرفته از عروس دریایی بی سر و صدا کار خود را بدون ایجاد صدای غیر ضروری انجام می دهد. صداهایی که می تواند برای موجودات دریایی حساسی را که برای برقراری ارتباط به صدا متکی هستند، مزاحم ایجاد کند.

این ربات به اندازه دست است و با استفاده از محرک های الکتروهیدرولیک که به عنوان ماهیچه های مصنوعی عمل می کنند، حرکت می کند.
هیونگ جون جو، یکی از نویسندگان این مطالعه گفت: “ما با ساختن چهار بازو به عنوان یک پروانه و دو بازو دیگر به عنوان یک گیره به گرفتن اشیا دست یافتیم. فقط زیر مجموعه ای از بازوها را به کار انداختیم تا ربات را به جهات مختلف هدایت کنیم.”

این ماهیچه های مصنوعی توسط بالشتک های هوا و مواد نرم و سفت برای پایداری و ضد آب محافظت می شوند. برق از طریق سیم‌های نازک برای شنا کردن تامین می‌شود و باعث انقباض و انبساط ماهیچه‌های مصنوعی می‌شود.

این شامل چندین لایه برای بهبود عملکرد ربات است، مانند سفت نگه داشتن آن در صورت نیاز، عایق بودن و شناور ماندن. سرعت فعلی نمونه اولیه Jellyfish-Bot تقریباً 6.1 سانتی‌متر بر ثانیه است که توان آن تقریباً 100 مگاوات است.

ربات‌های زیر آب که در حال حاضر استفاده می‌شوند معمولاً حجیم، پر سر و صدا و برای محیط زیست مضر هستند. با این حال، این نمونه اولیه بر این چالش ها غلبه کرده و به راحتی می تواند زباله های کوچک را جمع آوری کند.

• ربات مار مانند ناسا برای کاوش در اقمار زحل

این ربات کم مصرف همچنین می تواند نمونه های ظریفی مانند تخم ماهی یا اشیایی مانند ماسک صورت را از کف اقیانوس بازیابی کند. علاوه بر این، دو ربات می توانند برای جمع آوری زباله های سنگین بیشتر با یکدیگر همکاری کنند.

پاکسازی اقیانوس

تیانلو وانگ، نویسنده اول این مطالعه گفت: “هنگامی که یک عروس دریایی به سمت بالا شنا می کند، می تواند اشیاء را در مسیر خود به دام بیندازد و در اطراف بدن خود جریان ایجاد کند. ربات ما نیز آب را در اطراف خود به گردش در می آورد. این عملکرد در جمع آوری اشیایی مانند ذرات زباله مفید است. سپس می تواند زباله ها را حمل کند. به سطح، جایی که بعداً می توان آن را بازیافت کرد.”

پس از ایجاد این نمونه اولیه، تیم در حال کار برای رفع برخی محدودیت ها، به ویژه انتقال از سیم به باتری یا یک واحد بی سیم است. آنها همچنین قابلیت های حرکتی ربات را بهبود خواهند بخشید.

در آینده، ناوگانی از این ربات‌های زیرآبی می‌توانند به حذف زباله‌ها از اعماق زمین کمک کنند، زیرا صدها سال طول می‌کشد تا پلاستیک‌ها تخریب شوند و به اقیانوس‌های ما و زیستگاه‌های آن‌ها اجازه می‌دهند دوباره نفس بکشند.

آیا امواج صوتی ضربان دار می تواند به حذف میکروپلاستیک ها از اقیانوس کمک کند؟ هر ساله مقادیر زیادی زباله پلاستیکی به اقیانوس ها ریخته می شود. بخش اعظم آن میکروپلاستیک‌ها را تشکیل می‌دهد که قطعات کوچک پلاستیکی هستند که به سختی قابل رویت هستند و اندازه آنها تقریباً پنج میلی‌متر است.

تهدید میکروپلاستیک رو به رشد همچنان اقیانوس ها را آلوده می کند و می تواند برای حیوانات و گیاهان آبزی سمی باشد. بنابراین، راه‌حل‌های فناوری جدید برای مبارزه با افزایش حضور میکروپلاستیک‌ها در اقیانوس‌ها مورد نیاز است.

دانشمندان موسسه معدن و فناوری نیومکزیکو روشی بالقوه با استفاده از امواج صوتی ضربان دار برای حذف اندازه های مختلف میکروپلاستیک ها از آبراه ها و جلوگیری از پایان آنها به اقیانوس ها کشف کرده اند.

حذف میکروپلاستیک ها با استفاده از امواج صوتی

فیلتر کردن متداول‌ترین روشی است که برای حذف میکروپلاستیک‌ها از آب استفاده می‌شود. اما ممکن است نتواند به‌دقت لکه‌های پلاستیکی ریز را بگیرد. دانشمندان برای این مطالعه از تکنیک موج صوتی متفاوتی استفاده کردند.

این تیم نمونه اولیه ساخته شده از لوله های فولادی هشت میلی متری و یک مبدل (دستگاهی که یک شکل از انرژی را به دیگری تبدیل می کند) ساخته است. هنگامی که مبدل فعال شد، امواج صوتی ضربانی را از طریق لوله فلزی ارسال کرد.

• تحقیقات راجع به یک رژیم غذایی برای از بین بردن سلول های سرطانی مغز

در نتیجه، ذرات حرکت کرده و ارتعاش می‌کنند و به قطعات کوچک پلاستیک اجازه می‌دهند تا در آب جاری در هنگام عبور از سیستم جمع شوند. به عنوان مثال، بلندگوی را در نظر بگیرید که زمین را لرزانده و در نتیجه ذرات گرد و غبار را به سمت یکدیگر پرتاب می کند.

مناکه پیاسنا، محقق اصلی این پروژه، گفت: “از آنجایی که نیروهای صوتی می‌توانند ذرات را به هم فشار دهند، فکر کردم که آیا می‌توانیم از آنها برای جمع‌کردن میکروپلاستیک‌ها در آب استفاده کنیم و حذف پلاستیک آسان‌تر شود.”

این دستگاه برای جمع آوری میکروپلاستیک ها در اندازه های مختلف در نظر گرفته شده است. و می تواند برای فیلتر کردن حجم زیادی از آب بزرگ شود. پیش از این، دانشمندان انواع مشابهی از آزمایش‌ها را در آزمایشگاه انجام دادند، اما با حجم کمتری از آب و میکروپلاستیک‌ها تنها ده میکرون عرض داشتند. به گفته محققان، اکثر میکروپلاستیک های موجود در محیط، کمی بزرگتر از این اندازه هستند.

این تیم آزمایش های اولیه را با استفاده از پلی استایرن، پلی اتیلن و میکروپلاستیک های پلی متیل متاکریلات انجام دادند. این دو لوله در کنار هم کار می کردند تا میکروپلاستیک های اندازه های مختلف را جدا کنند.
بر اساس نتایج، این دستگاه توانست بیش از 70 درصد از پلاستیک های کوچک و 82 درصد از میکروپلاستیک های سایز بزرگتر را حذف کند. آنها همچنین نمونه اولیه را با جمع آوری آب از رودخانه ریو گراند و حوضچه ای در پردیس فناوری نیومکزیکو آزمایش کردند.

این دستگاه تقریباً هفت سنت هزینه دارد تا یک ساعت و نیم کار کند تا یک لیتر آب تمیز شود. پس از این آزمایش‌های اولیه، تیم قصد دارد نمونه اولیه را در مقیاس بزرگ‌تری با تمرکز بر تمیز کردن آب اقیانوس آزمایش کند.