As above, so below: combining vertical habitat partitioning and long-term data for evaluating butterfly population parameters

لفهم كيفية استمرار الحياة في الطبقات المعقدة للغابات الاستوائية، غالباً ما ينظر العلماء إلى كيفية تحرك الحيوانات وتغيرها بمرور الوقت. في هذه الأنظمة البيئية، لا تكون البيئة متجانسة؛ بل هي متراكمة فوق بعضها البعض. فمن الهواء الساكن المظلم بالقرب من أرض الغابة إلى المظلة المرتفعة المشرقة والعاصفة في الأعالي، تخلق الظروف المختلفة أحياءً متميزة للكائنات التي تعيش هناك. هذا المفهوم، المعروف باسم "التقسيم العمودي للموائل"، يشير إلى أن الأنواع قد تتخصص في العيش عند ارتفاعات محددة، مما قد يؤثر على كيفية نموها وتكاثرها وبقائها. وبالنسبة للحشرات مثل الفراشات، التي يمكن أن تتقلب أعدادها بشكل حاد مع المواسم، فإن تتبع هذه التغييرات يتطلب صبراً؛ إذ إن اللقطات القصيرة من البيانات غالباً ما تغفل الصورة الأكبر، وتخفي الإيقاعات الحقيقية للطبيعة وراء طفرات أو انخفاضات مؤقتة. ولإدراك ديناميكيات هذه المجموعات حقاً، يحتاج الباحثون إلى مراقبتها لسنوات عديدة، ومراقبة كيفية استجابتها لتغير المواسم الرطبة والجافة وما إذا كان موقعها في شجرة الغابة يؤثر على بيولوجيتها.

في غابة الأطلسي في جنوب شرق البرازيل، شرع فريق من الباحثين في مشروع استمر لعقد من الزمن لاختبار هذه الأفكاء، مع التركيز على ثلاثة أنواع من الفراشات التي تتغذى على الفاكهة. لقد اختاروا دراسة نوع Memphis appias، الذي يعيش بشكل أساسي في المظلة العالية؛ ونوع Morpho helenor achillides، الذي يبقى في الطبقة السفلية بالقرب من الأرض؛ ونوع Hamadryas epinome، الذي يتحرك بحرية بين الطبقتين. ومن عام 2011 إلى عام 2021، وضع العلماء فخاخاً مغرية بالفاكهة المتخمرة في كل من المظلة والطبقة السفلية، وجمعوا البيانات كل شهر بانتظام. سمح هذا النهج طويل الأمد لهم بعدّ عدد الفراشات التي ظهرت، وقياس أحجام أجنحتها، وتحديد نسبة الذكور إلى الإناث، وتتبع المسافات التي قطعتها هذه الحشرات. وكان الهدف هو معرفة ما إذا كان الفصل العمودي لمساكنها سيؤدي إلى اختلافات في صحة أعدادها أو سماتها الجسدية.

كشفت الدراسة أن هذه الفراشات بعيدة كل البعد عن كونها ثابتة؛ إذ ترتفع أعدادها وتنخفض وفق إيقاع موسمي واضح. أظهرت جميع الأنواع الثلاثة ذروات متميزة في الوفرة، تحدث عادة عند نقاط التحول بين المواسم الجافة والرطبة. ومع ذلك، اختلف توقيت هذه الذروات قليلاً من سنة إلى أخرى وبين الأنواع، مما يبرز أن أي سنة واحدة لا تروي القصة كاملة. وعندما نظر الباحثون في الخصائص الجسدية للفراشات، وجدوا نمطاً ثابتاً من ازدواج الشكل في الحجم الجنسي: حيث كانت الإناث أكبر حجماً بشكل ملحوظ من الذكور في جميع الأنواع الثلاثة. هذا الاختلاف في الحجم هو سمة شائعة في العديد من الحشرات، لكن الدراسة أكدت أنها ظلت قائمة حتى داخل هذه الطبقات المحددة من الغابة. ومن المثير للاهتمام أن نسبة الجنس لم تكن متساوية دائماً؛ ففي الموسم الرطب، كانت أعداد نوع M. helenor تميل بشدة نحو الذكور، مما يشير إلى أن الظروف البيئية قد تؤثر على بقاء أو نشاط أحد الجنسين أكثر من الآخر.

كما فحص الباحثون ما إذا كان الارتفاع الذي تعيش فيه الفراشة يغير حجم جسمها أو سلوكها. ووجدوا أنه بينما كانت الأنواع لديها تفضيلات قوية لارتفاعات معينة، فإن العيش في المظلة مقابل الطبقة السفلية لم يغير بشكل كبير حجم أجنحتها أو غيرها من المعايير السكانية. لم يؤدِ الفصل العمودي إلى خلق انقسام بيولوجي فيما يتعلق بالنمو الجسدي. ومع ذلك، اختلفت الأنواع في مدى حركتها؛ فقد كان بإمكان نوعي Memphis appias و Hamadryas epine قطع مسافات أكبر، مما أظهر قدرة أعلى على التنقل، بينما مال نوع M. helenor إلى البقاء في مكانه، متبعاً نمط حياة أكثر استقراراً. وقد ارتبط هذا الاختلاف في الحركة بالأنواع نفسها وليس بطبقة الغابة المحددة التي شغلتها.

في النهاية، تؤكد بيانات العقد من الزمن درساً حيوياً للحفاظ على البيئة والدراسات الإيكولوجية: إن الملاحظات قصيرة المدى يمكن أن تضلل بسهولة. إن أنماط الوفرة، ونسب الجنس، وحتى حجم الأجنحة في مجموعات الفراشات هذه هي أمور ديناميكية، تتغير مع المواسم وتتبدل من سنة إلى أخرى. ولولا وجود مجموعة بيانات طويلة الأمد تمتد لعشر سنوات، لربما تم الخلط بين هذه التقلبات وبين الضوضاء العشوائية أو تم تجاهلها تماماً. وتؤكد النتائج أنه لفهم كيفية استجابة مجموعات الحشرات الاستوائية للتغيرات البيئية، يجب على العلماء النظر إلى ما هو أبعد من موسم واحد أو سنة واحدة. فمن خلال مراقبة هذه الكائنات على فترة طويلة، يمكن للباحثين التمييز بين التغيرات المؤقتة والقواعد الراسخة التي تحكم الحياة في الغابة، مما يوفر أساساً أوضح لحماية هذه الأنظمة البيئية الهشة.