برخلاف باور رایج، اینکه دو منطقه در یک نیمکره قرار داشته باشند، یا در ارتفاعی مشابه از سطح دریا واقع شده باشند، یا حتی روی یک عرض جغرافیایی یکسان قرار بگیرند، بههیچوجه تضمین نمیکند که تغییرات فصلی را در یک زمان تجربه کنند.
حتی مناطقی که درست در کنار هم قرار دارند، ممکن است الگوهای آبوهوایی و زیستمحیطی کاملاً متفاوتی داشته باشند؛ تفاوتهایی که در نهایت به شکلگیری زیستگاههایی کاملاً متمایز در کنار یکدیگر منجر میشود. این وضعیت تا حدی شبیه تفاوت مناطق زمانی است؛ جایی که دو نقطهی نزدیک میتوانند ساعتهای متفاوتی داشته باشند. اما در اینجا، این مرز را نه انسان، بلکه خود طبیعت ترسیم کرده است.
درو تراساکی هارت، جغرافیدان زیستی و نویسندهی اصلی این پژوهش، همزمان با انتشار نقشهی جدید در ماه اوت گفت:
«فصلیبودن اغلب بهعنوان یک ریتم ساده در نظر گرفته میشود؛ زمستان، بهار، تابستان و پاییز. اما پژوهش ما نشان میدهد که تقویم طبیعت بسیار پیچیدهتر از اینهاست.»
او تأکید کرد: «این موضوع بهویژه در مناطقی صدق میکند که شکل و زمانبندی چرخهی فصلی محلی در بخشهای مختلف چشمانداز بهشدت با هم تفاوت دارد. چنین تفاوتهایی میتواند پیامدهای عمیقی برای بومشناسی و تکامل زیستی این مناطق داشته باشد.»
تراساکی هارت و تیم پژوهشیاش با استفاده از ۲۰ سال دادهی ماهوارهای، آنچه خودشان «جامعترین نقشهی موجود» از زمانبندی فصلی اکوسیستمهای خشکی زمین مینامند، تهیه کردهاند. این نقشهی جدید مناطقی از جهان را مشخص میکند که الگوهای فصلی در آنها بهطور خاص ناهماهنگ هستند؛ ناهماهنگیهایی که اغلب در کانونهای تنوع زیستی یا همان «هاتاسپاتهای» زیستی رخ میدهند.
بهاحتمال زیاد، این همزمانی تصادفی نیست. تغییرپذیری بیشتر در الگوهای آبوهوایی میتواند اثرات زنجیرهای گستردهای داشته باشد؛ اثراتی که در نهایت به افزایش تنوع زیستی در زیستگاهها منجر میشوند. برای نمونه، اگر منابع طبیعی در دو زیستگاه همسایه در زمانهای متفاوتی از سال در دسترس قرار گیرند، این مسئله میتواند مسیر بومشناسی و تکامل گیاهان و جانوران هر منطقه را به شکلی متفاوت شکل دهد.
حتی ممکن است این تفاوت زمانی باعث شود یک گونهی خاص در یک زیستگاه، فصل تولیدمثل خود را زودتر یا دیرتر از همان گونه در زیستگاه مجاور آغاز کند. در چنین شرایطی، امکان جفتگیری میان این دو جمعیت کاهش مییابد یا حتی از بین میرود. اگر این وضعیت در طول نسلهای متعدد ادامه پیدا کند، میتواند به تکامل دو گونهی کاملاً جداگانه منجر شود؛ گونههایی که زمانی یک ریشهی مشترک داشتهاند.
برای درک بهتر این پدیده، پژوهشگران به مثال دو شهر در ایالت آریزونای آمریکا اشاره میکنند: فینیکس و توسان. این دو شهر تنها حدود ۱۶۰ کیلومتر (۹۹ مایل) از یکدیگر فاصله دارند، اما ریتم اقلیمی سالانهی آنها کاملاً متفاوت است. توسان بیشترین میزان بارندگی خود را در فصل بارانهای موسمی تابستانی دریافت میکند، در حالی که فینیکس عمدهی بارش سالانهاش را در ماه ژانویه تجربه میکند. این تفاوت زمانی در بارش، اثرات گستردهای بر اکوسیستمهای اطراف هر شهر میگذارد و باعث میشود پوشش گیاهی، جانوری و حتی چرخههای زیستی آنها تفاوتهای چشمگیری با یکدیگر داشته باشد.
یکی از الگوهای جالبی که نقشهی جدید آشکار کرده، مربوط به پنج منطقهی دارای اقلیم مدیترانهای روی زمین است؛ مناطقی که زمستانهای ملایم و مرطوب و تابستانهای گرم و خشک دارند. پژوهش نشان میدهد که چرخهی رشد جنگلها در این مناطق، معمولاً حدود دو ماه دیرتر از سایر اکوسیستمها به اوج میرسد. این ناهماهنگی در مکانهایی مانند کالیفرنیا، شیلی، آفریقای جنوبی، جنوب استرالیا و البته ناحیهی مدیترانه دیده میشود.
این نقشه همچنین تفاوتهای زمانی در شکوفهدهی گیاهان گلدار و آماده شدن محصولات کشاورزی برای برداشت را نشان میدهد. تراساکی هارت در این باره میگوید:
«این نقشه حتی جغرافیای پیچیدهی فصلهای برداشت قهوه در کلمبیا را توضیح میدهد؛ کشوری که در آن، مزارع قهوهای که تنها با یک روز رانندگی از میان کوهها از هم جدا میشوند، میتوانند چرخههای تولیدمثلی کاملاً ناهماهنگی داشته باشند؛ انگار که در دو نیمکرهی متفاوت قرار گرفتهاند.»
امروزه بسیاری از پیشبینیهای بومشناسی بر اساس مدلهای سادهای از فصلهای زمین انجام میشود. اما اگر واقعاً میخواهیم بدانیم بحران اقلیمی چگونه بر سیارهی ما و سلامت انسانها تأثیر خواهد گذاشت، باید تفاوتهای مکانی را جدی بگیریم؛ حتی اگر این تفاوتها میان مناطقی باشد که فاصلهی چندانی از هم ندارند.
در همین راستا، پژوهشهای دیگری نیز نشان میدهد که نگاه سادهانگارانه به طبیعت میتواند ما را از درک فرآیندهای مهم بازدارد. برای مثال، در ماه اکتبر، نمونههایی که از زیر یخهای دریایی در بخش مرکزی اقیانوس منجمد شمالی و نواحی اوراسیایی قطب شمال جمعآوری شده بودند، وجود جامعهای فعال از میکروبها را آشکار کردند که به «دیازوتروفهای غیرسیانوباکتریایی» یا NCDs معروفاند. اینها باکتریهایی هستند که توانایی تثبیت نیتروژن دارند، اما برخلاف بسیاری از میکروبهای شناختهشده، فتوسنتز انجام نمیدهند.
پژوهشگران هنوز بهطور قطعی نشان ندادهاند که این NCDها در قطب شمال واقعاً در حال تثبیت نیتروژن هستند یا نه. اما اگر چنین باشد، این موجودات میکروسکوپی میتوانند تأثیری جهانی داشته باشند. بررسیها نشان میدهد که حاشیههای یخ دریایی قطب شمال معمولاً میزبان تعداد بیشتری از باکتریهای تثبیتکنندهی نیتروژن و فعالیت بالاتر تثبیت نیتروژن هستند. این یافتهها نشان میدهد که با ذوب سریع یخهای قطبی در اثر تغییرات اقلیمی، احتمالاً تعداد بیشتری از این NCDها گسترش خواهند یافت.
از آنجا که این باکتریها منبع غذایی جلبکها هستند، افزایش آنها میتواند شبکهی غذایی دریایی را دگرگون کند و حتی بر ترکیب شیمیایی جو زمین تأثیر بگذارد. لاسه ریمن، بومشناس میکروبی دریایی از دانشگاه کپنهاگ، در این باره میگوید:
«اگر تولید جلبکها افزایش پیدا کند، اقیانوس منجمد شمالی مقدار بیشتری دیاکسید کربن جذب خواهد کرد، زیرا CO₂ بیشتری در زیستتودهی جلبکها ذخیره میشود.»
ریمن معتقد است که نقش تثبیتکنندههای نیتروژن در قطب شمال باید در مدلهای آیندهی اقلیمی لحاظ شود. این دیدگاه با نظرات تراساکی هارت همراستا است؛ کسی که تأکید میکند مدلهای اقلیمی یا حفاظتی که با فرضهای کلی و یکسان دربارهی فصلها ساخته میشوند، قادر به درک و بازنمایی تنوع عظیم سیارهی ما نیستند.
تراساکی هارت در پایان میگوید:
«ما مسیرهای هیجانانگیزی را برای پژوهشهای آینده در زیستشناسی تکاملی، بومشناسی تغییرات اقلیمی و مطالعات تنوع زیستی پیشنهاد میکنیم. اما این شیوهی نگاه به جهان، پیامدهای جالبی حتی فراتر از این حوزهها دارد؛ برای مثال در علوم کشاورزی یا همهگیرشناسی.»
به بیان دیگر، درک ناهماهنگیهای فصلی نهتنها به ما کمک میکند طبیعت را بهتر بفهمیم، بلکه میتواند ابزار مهمی برای برنامهریزی کشاورزی، مدیریت منابع طبیعی، پیشبینی بیماریها و حتی حفاظت از تنوع زیستی در جهانی باشد که با شتابی بیسابقه در حال تغییر است.
