8 دقیقه
در یک شام خنک پاییزی، چشم ما ممکن است جنگل را عادی ببیند. اما برای گوزنها، پوشش زیرین جنگل ممکن است پر از نشانههای پنهان و درخشان باشد. پژوهشگران دانشگاه جورجیا دریافتند که نشانههایی که گوزنهای نر دمسفید ایجاد میکنند—ساییدن شاخها روی تنه درختان و خراشهای بویایی روی زمین—در طولموجهای فرابنفش کمنوری منتشر میکنند که خود گوزنها میتوانند ببینند. این کشف، رفتارهای آشنا را نه تنها به عنوان پیامهای بویایی، بلکه بهعنوان سیگنالهای دیداری نیز بازتعریف میکند.
کار میدانی که زبانی پنهان را آشکار کرد
تیم پژوهشی، منطقهای به مساحت 337 هکتار به نام وایتهل را بررسی کردند؛ جنگلی پژوهشی که گوزنها آزادانه در آن تردد دارند. در طول فصل جفتگیری 2024، پژوهشگران 109 جای ساییدن شاخ روی درخت و 37 خراش بویایی روی زمین ثبت کردند. سپس شبها با چراغهای ماوراءبنفش دارای پیک موج 365 نانومتر و 395 نانومتر به منطقه بازگشتند—طولیهایی که در سپیدهدم و غروب وجود دارند، همان ساعات گرایشی (crepuscular) که گوزن دمسفید بیشترین فعالیت را دارد. با استفاده از اندازهگیرهای شار نوری (irradiance meters)، دانشمندان نور بازتابی یا گسیلشده از هر علامت را اندازهگیری کردند و آن مقادیر را با پوشش گیاهی اطراف مقایسه نمودند.
خراشها و خراشهای معرض ادرار بهطور مداوم در آن باندهای فرابنفش تابش بالاتری نشان دادند. به عبارت دیگر: زیر نور فرابنفش، این تابلوهای علامتدهی از پسزمینه متمایز میشدند. این کنتراست اهمیت دارد چون شبکیه گوزنها حاوی مخروطهایی است که به نور موجهای کوتاه و میانی حساساند؛ کارهای پیشین نشان دادهاند که گوزنها نور نزدیک فرابنفش را نیز تشخیص میدهند، بنابراین سیگنالی که در 365–395 نانومتر فلورسنت میکند باید برای آنها هنگام نقاشی شدن چشمانداز به وسیلهٔ نور غروب قابلرویت باشد.
در واقع چه چیزی باعث درخشش این علامتها میشود؟
چندین عامل میتوانند این درخشش را توضیح دهند. ادرار گوزن حاوی پورفیرینها و برخی اسیدهای آمینه است که هنگام تابش طولموجهای بلندتر UV فلورسنت از خود نشان میدهند. نرها همچنین ترشحات غدهای را که حاوی فنولها و ترپنها است به تنه درختان و گیاهان میمالند. افزون بر این، وقتی شاخها به پوست درخت یا پوشش گیاهی برخورد میکنند، لیگنین و سایر ترکیبات گیاهی که خود دارای خاصیت فوتولومینسانس هستند، در معرض دید قرار میگیرند. مطالعه این درخشش را به یک مادهٔ شیمیایی واحد نسبت نداد؛ بلکه شواهد نشان میدهد ترکیبی از مایعات منشاء حیوانی و بافت گیاهی تغییر یافته، کنتراست بصری را ایجاد میکند.
این تعامل—رفتار حیوان که شیمی گیاه را تغییر میدهد و بدینوسیله صحنهٔ دیداری را عوض میکند—سؤالات اکولوژیکی جذابی را مطرح میکند. آیا این درخشش یک سیگنال عمدی است که بهدلیل توانایی گوزنها در دیدن آن تکامل یافته؟ یا اینکه محصول جانبی مفیدی از رفتار علامتگذاری است که گوزنها آموختهاند از آن بهره ببرند؟ پژوهشگران دادههای طیفی جمعآوری کردند که نشان میدهد خراشها همزمان با اوجگیری سطح هورمونهای نرها و افزایش فعالیت علامتگذاری در فصل جفتگیری روشنتر میشوند؛ اما برای اثبات علّی و معلولی نیاز به آزمایشهای رفتاری است.
برای پژوهشهای بعدی میتوان از آزمایشهای کنترلشدهٔ رفتاری بهره برد: قرار دادن نمونههای درمانشده روی مسیرهای رفتوآمد گوزنها و ثبت واکنشهای رفتاری، یا حذف موقتی ترکیبات خاص برای دیدن تاثیر آن بر رفتار علامتگذاری و پاسخ همنوعان. ترکیب آزمونهای میدانی با تحلیل شیمیایی (مثل طیفسنجی فلورسانس یا کروماتوگرافی) میتواند دقیقتر تعیین کند کدام ترکیبات بیشترین نقش را در ایجاد سیگنالهای UV دارند.
پیامدهای زیستی و اکولوژیکی
اگر تابلوهای فوتولومینسنت بر رفتار گوزنها تاثیر بگذارند، این موضوع روش نگرش ما به ارتباط پستانداران را دگرگون میکند. معمولاً پستانداران کمتر بهعنوان موجوداتی که از نور بهشیوهٔ حشرات یا ماهیان استفاده میکنند تصور میشوند. با این وجود، اینجا شواهدی وجود دارد که گوزنها تابلوی اعلانی میسازند که تنها در طولموجهایی دیده میشود که انسانها به ندرت به آنها فکر میکنند. شکارچیان، مدیران حیاتوحش و اکولوژیستها از شمارش محلهای ساییدن شاخ بهعنوان شاخصی از جمعیت و فعالیت استفاده میکنند؛ اکنون ممکن است این نشانهها اطلاعات بصری نیز داشته باشند که بر تعاملات اجتماعی، تعیین قلمرو یا انتخاب جفت تأثیر بگذارد.
پیامدهای کاربردی نیز وجود دارد. شناخت اینکه کدام ترکیبات سیگنالهای UV روشنتری تولید میکنند میتواند به محافظان زیستگاه دربارهٔ شرایط زیستگاه یا فشارهای محیطی اطلاعات دهد. بهعلاوه میتواند روشهای مطالعات میدانی را تیزتر کند—طولموج چراغقوه، زمانبندی نظرسنجیها و تکنیکهای اندازهگیری طیفی همه وقتی نشانههای نامرئی نقش دارند اهمیت پیدا میکنند. برای مثال، شمارش ساییدن شاخها در روز روشن ممکن است زیرارزش یا بیشازواقع ثبت کند چرا که بخشی از اطلاعات بصری تنها در نور غروب یا سپیدهدم قابلمشاهدهاند.
از منظر مدیریت جمعیت و حفاظت، اگر نور فرابنفش ارتباطی نقشدار را منتقل کند، تغییرات در پوشش گیاهی یا آلودگیهای نوری میتوانند پیامها را مختل کنند. نور مصنوعی شهری که طیف فرابنفش را تغییر میدهد، یا مدیریت گیاهی که ترکیب لیگنین و دیگر ترکیبات گیاهی را تغییر میدهد، ممکن است بهطور ناخواسته شبکهٔ ارتباطی گوزنها را تغییر دهد. بنابراین، برنامههای مدیریت زیستگاه و ارزیابی اثرات محیطی باید چنین لایههای حسی را لحاظ کنند.
دیدگاه کارشناسان
«این مطالعه پنجرهٔ تازهای بر نحوهٔ استفادهٔ جانوران از طیف الکترومغناطیسی میگشاید،» میگوید دکتر النا مارکز، اکولوژیست مستقل که با این پژوهش همکاری نداشته است. «ما اغلب طولموجهایی را که خارج از ادراک انساناند نادیده میگیریم؛ درحالیکه برای بسیاری از گونهها آن بازهها بخشی از زندگی روزمره هستند. گام بعدی آزمایش این نکته است که آیا گوزنها واقعاً رفتار خود را مطابق سیگنالهای فوتولومینسنت تغییر میدهند یا خیر.»
دنیل دروز-برُکرت و همکارانش که رهبری مطالعهٔ دانشگاه جورجیا را برعهده داشتند، اشاره میکنند که اندازهگیریهای آنها چندین معیار را برای مرتبط بودن بیولوژیکی یک سیگنال برآورده میکند: درخشش در زمانهای رفتاری مهم روی میدهد، کنتراست در برابر پسزمینه افزایش مییابد، و گسیلها در طولموجهایی قرار دارند که گوزنها میتوانند آنها را تشخیص دهند. با این حال، آنها محتاطاند: آزمایشهای رفتاری که اثبات کند این درخشش عمداً بهعنوان ارتباط استفاده میشود، اجرا نشده است.
این مقاله که در نشریهٔ Ecology and Evolution منتشر شد، نخستین مستندسازی میدانیِ مستحکم یک سامانهٔ علامتگذاری فوتولومینسنت پستانداران را ارائه میدهد. این کار بر پایهٔ بیش از یک قرن مشاهدات آزمایشگاهی از فلورسانس ناشی از UV در بافتهای پستانداران بنا شده، اما آن شیمی را به نقش اکولوژیکی محتملی ترجمه میکند که در آن نور، بو و سایش فیزیکی با هم ترکیب میشوند تا پیامی قابلخواندن تولید کنند—اگر چشمان مناسب داشته باشید.
سؤالات بیش از پاسخهاست: خراشها چه مدت فوتولومینسنت میمانند؟ آیا مادهٔ درخشان برای مادهها واکنش متفاوتی برمیانگیزد؟ آیا شکارچیان یا رقبای دیگر میتوانند از همان سرنخهای بصری بهره ببرند؟ هر یک از این سؤالات به آزمایشهایی اشاره دارد که آزمونهای رفتاری کنترلشده را با ابزارهای طیفی مورد استفاده در این مطالعه جفت میکنند.
از منظر فنی، سنجشهای طیفی دقیقتر شامل طیفسنجی فلورسانس با وضوح بالاتر، تعیین مدتزمان نیمهتجزیهٔ سیگنالها و آزمایش پایداری ترکیبات در برابر باران، نور خورشید و میکروبها را میطلبند. همچنین مطالعهٔ شبکیهٔ گوزن در مقایسه با دیگر گونهها میتواند نشان دهد که چگونه حساسیتهای بینایی مختلف بر تکامل چنین سیگنالهایی تأثیر گذاشته است. این دادهها برای بهینهسازی پارامترهای میدانی—مانند انتخاب طولموج مناسب چراغهای UV برای نظرسنجیها و زمانبندی نمونهبرداری—ضروری خواهد بود.
در عمل، پژوهشگران و مدیران میتوانند از یک رویکرد چندوجهی بهره ببرند: ترکیب شمارشهای سنتی خراشها و ساییدنها با ثبت طیفی و عکسبرداری در طولموجهای فرابنفش، و انجام آزمایشهای رفتارشناسی که واکنشهای ویژه به نمونههای درمانشده را اندازهگیری میکنند. این رویکرد میتواند توان تفکیک بین کاربردهای بویایی و بصری علامتگذاری را افزایش دهد و مکانیزمهای پشت تغییرات فصلی یا منطقهای در رفتار علامتگذاری را روشن سازد.
آنچه اکنون میتوانیم بگوییم این است: جنگلها فراتر از بو و صدا اطلاعات دارند—یک لایهٔ بصری وجود دارد که به باندهای باریکی از نور گرایش دارد که انسانها معمولاً آن را از دست میدهند.
منبع: sciencealert
نظرات
آسماندور
جنگل فراتر از بو و صداست. خوبه که آلودگی نوری و تغییر گیاهی رو هم بررسی کنن، پیامداش واقعاً مهمه
دیتاپالس
جالب ولی یه ذره بزرگنش دادن حس میشه، دادهها قویان اما بدون آزمایشهای رفتاری کامل نمیشه قطعی گفت
بیونیکس
وااای، فکر نمیکردم گوزنها اینقد لایههای مخفی داشته باشن! چشم غروب چه رازهایی لو میده...
ارسال نظر