Un nou model de biostres climatic și un sistem sentinel pentru urmărirea impactului climatic global
Un grup interdisciplinar de cercetători de la Centrul Avansat de Cercetări Științifice al CUNY a prezentat un model conceptual și un cadru de monitorizare integrativ care are scopul de a dezvălui cum schimbările climatice afectează viața pe planetă. Studiul, publicat recent în jurnalul Cell Reports Sustainability, introduce conceptul de model de Biostres Climat și propune adoptarea unui Sistem Sentinel de Biostres Climatic (CBS3), care ar putea transforma modul în care cercetătorii, factorii de decizie și comunitățile detectează, înțeleg și reacționează la amenințările climatice.
Cercetarea pornește de la întrebări simple dar urgente: Care este impactul schimbărilor climatice asupra regnului vieții de pe Pământ și pot aceste efecte să fie detectate sistematic? Răspunsul echipei este că biostresul climatic se concretizează în semnături biologice detectabile – de la modificări genetice la schimbări în organisme individuale și ecosisteme întregi – care pot servi ca semnale timpurii ale schimbărilor induse de climă.
„Viața a purtat întotdeauna amprenta stresului în biochimia, fiziologia și comportamentele sale”, a declarat Charles J. Vörösmarty, autorul principal al studiului și director fondator al Inițiativei de Științe Ambientale CUNY ASRC. „Prin identificarea sistematică a acestor semnături de stres în rândul speciilor și ecosistemelor, putem înțelege mai bine efectele în cascadă ale schimbărilor climatice și să oferim informații în timp real pentru atenuare, inclusiv pentru oameni și infrastructurile sociale și construite.”
Un sistem sentinel pentru o biosferă stresată
CBS3 este gândit ca o rețea globală, la mai multe scale, pentru a detecta și integra indicatorii de stres climatic în cadrul infrastructurilor biologice, construite și sociale. Este predestinat forțării utilizării în medii urbane dense. Sistemul folosește tehnologii de vârf, cum ar fi secvențierea genomică, analiza biochimică, tehnologiile avansate de detecție, inteligența artificială și datele socio-environmentale pentru a evalua condițiile actuale și a urmări schimbările în timp.
Studiul subliniază o gamă de organisme sentinel care pot servi ca indicatori măsurabili, inclusiv:
– Microbi și fitoplancton, care reglează gazele cu efect de seră și producția de oxigen
– Amfibieni, recunoscuți pentru sensibilitatea lor crescută la schimbările de mediu
– Organismele sessile precum coralii și copacii, ale căror modele de creștere înregistrează stresul climatic pe termen lung
– Lichenii și alte simbioze sensibile la căldură și poluare.
CBS3 ar încorpora, de asemenea, date centrate pe om – de la înregistrările guvernamentale la rețelele sociale – pentru a capta modul în care stresul climatic reverberază prin societăți și economii. Echipa de studiu își imaginează utilizarea extinsă a științei cetățenești pentru colectarea datelor de mediu prin utilizarea microsensibilizatorilor avansați, care pot fi instalați în case sau afaceri, sau purtați ca îmbrăcăminte de milioane de oameni. Aceste date ar putea fi apoi încărcate prin telefoane mobile pentru a oferi o imagine integrată, aproape în timp real, a biostresului, asemănătoare cu un raport meteo pentru stresul climatic.
O provocare grandioasă pentru știință
Dezvoltarea și implementarea CBS3 reprezintă ceea ce autorii numesc o „provocare grandioasă pan-științifică” care acoperă cel puțin 12 ordine de mărime în spațiu și timp – de la chimia moleculară până la dinamica la scară planetară. Deși rămân provocări tehnice, studiul arată că știința este pregătită pentru o implementare inițială a sistemelor bazate pe sentinel.
„Prin furnizarea unei urmăriri operaționale a efectelor climatice asupra mai multor sisteme, studiul nostru se aliniază cu conceptul One Health care integrează date din domeniul sănătății umane, animalelor și ecosistemelor,” a declarat Patrizia Casaccia, co-autor al studiului și director fondator al Inițiativei de Neuroștiințe CUNY ASRC.
„Sugerăm că implementarea sistemelor sentinel, care cuprind date despre plante, microbi, animale, oameni, apă și sol, ar oferi un instrument important pentru monitorizarea impactului stresorilor climatice și pentru a testa eficacitatea angajamentelor globale formulate în jurul unui astfel de sistem sentinel. Aceste abordări ar informa deciziile politice și ar ghida investițiile în răspunsul climatic,” a adăugat Kevin Gardner, co-autor și director fondator al Inițiativei de Biologie Structurală CUNY ASRC.
„În timp ce adaptarea climatică este destinată să protejeze oamenii și sistemele sociale și economice, munca noastră arată că adaptarea singură nu va fi suficientă. CBS3 oferă un mod de a detecta devreme stresul climatic și de a mobiliza răspunsuri mai eficiente, bazate pe date, care ar putea ghida strategiile de atenuare pentru a minimiza impactul asupra biosferei.”
Mai multe informații: Un Sistem Sentinel de Biostres Climatic (CBS3): Identificarea impactului climatic de la genom la biosfera urbanizată, Cell Reports Sustainability (2025). DOI: 10.1016/j.crsus.2025.100558
