气候变化已经迫使蜥蜴、昆虫和其他物种进化——但大多数都跟不上

随着气温上升和栖息地变化，气候变化正在威胁全球动植物的生存。

一些物种已经能够通过快速的进化适应和行为或生理的其他变化来应对挑战。深色蜻蜓是 变得苍白 以减少它们从太阳吸收的热量。芥菜植物是 开花较早 利用较早融雪的机会。蜥蜴是 变得更加耐寒 应对新气候的极端变化。

然而，科学研究表明，气候变化的发生速度远远快于物种的变化速度。

什么是进化适应？

“适应”这个词被气候科学家以多种方式使用，但它对生物学家来说具有非常具体的含义：它是指代代相传并提高物种在其环境中生存能力的基因变化。

这些基因修饰使进化适应不同于“适应”或“适应”，后者涉及不会遗传给后代的优势。例如，当人们搬到高海拔城市时，他们 开始产生更多的红细胞 因为它们已经适应了低氧环境。

在世界各地，植物和动物已经适应了许多不同的温暖和干燥的栖息地，促使科学家们 问题 无论 物种 可能 还 适应 到 我们的 迅速地 改变 气候, 也.

至此，答案 似乎没有 对于大多数物种来说。

进化，快与慢

一个 最近的研究 包括猫头鹰和鹿在内的 19 种鸟类和哺乳动物种群的种群数量显示出一种潜在的适应障碍。

对于需要几年时间才能达到繁殖年龄的动物来说，当它们的后代出生时，气候已经发生了变化。那些给父母带来优势的基因——比如在正确的时间孵化或长到最佳体型——对后代来说不再那么有利。

这些成熟缓慢的动物种群正在适应气候变化，但每一代都不足以在不断变化的条件下繁衍生息。事实上，进化的速度与全球变暖的速度非常不匹配，以至于该研究的作者估计，他们研究的当地人口中近 70% 已经很容易在未来几十年内遭受气候驱动的灭绝。

小型动物，例如许多鱼类、昆虫和浮游生物，通常成熟得很快。然而，最近的研究 小鱼 和一种类型 快速成熟的浮游生物，称为桡足类 揭示了基因快速适应气候变化的另一个障碍。

许多物种拥有允许它们生活在比现在温暖 1 至 2 摄氏度（约 2 至 4 华氏度）的环境中的基因，但如果气候达到 4 至 5 摄氏度（约 7 至 9 华氏度），则必须出现新的基因突变才能生存。 F) 变暖，这在某些地区是可能的，特别是如果温室气体排放继续保持高速率的话。

为了测试物种的恢复能力，科学家们对这些快速成熟的物种进行了多代加热，以观察它们的基因变化。他们发现桡足类和小鱼都能适应最初几度的变暖，但超过这个温度，种群很快就灭绝了。这是因为提高它们在较热条件下生存能力的基因突变发生的速度比气温上升的速度慢。

蜥蜴、青蛙和鱼类等冷血物种特别容易受到气候变化的影响，因为它们调节自身体温的能力有限。它们应对气候变化的进化能力预计对其生存至关重要。

然而，对气候变化的快速适应往往会到来 有代价: ：由于无法忍受新的更热气温的个体死亡，种群数量减少。因此，即使物种确实进化到能够在气候变化中生存，其较小的种群仍可能因近亲繁殖、有害的新突变或普通的坏运气（例如疾病流行）等问题而灭绝。

在一项现在经典的研究中, 研究墨西哥蜥蜴的研究人员发现，仅热敏感个体（仅代表整个蜥蜴种群的一小部分）的高死亡率导致墨西哥 12% 的蜥蜴种群在 1975 年至 2009 年间灭绝。即使每个种群中都有一些耐热的成年蜥蜴在温暖的条件下存活下来，研究人员估计，气候变化也会杀死每个种群中许多对热敏感的成年蜥蜴，以至于到 2080 年，所有种群中的 54% 将灭绝。

进化适应并不是物种的唯一选择

物种适应气温升高的另一种方式是驯化，有时称为“表型可塑性”。例如， 英国的大奶子 – 庭院和森林中常见的小鸟 – 在温暖的年份更早产卵，这样无论冬季何时结束，它们的雏鸟都会在冬季结束时孵化。

然而，一个 最近的分析 对世界各地 100 多种甲虫、蚱蜢和其他昆虫物种的研究发现，驯化可能不足以帮助这些物种。该研究的作者发现，他们审查的物种在发育过程中适应1摄氏度（约2华氏度）的温暖气温时，耐热性平均仅提高了0.1摄氏度（约0.2华氏度）。因此，全球变暖的速度似乎也超过了物种的适应能力。

植物和动物也可以通过迁移到较凉爽的栖息地来逃避全球变暖的影响。一个 全局分析 最近对超过 12,000 种不同植物和动物物种的研究表明，许多物种正在以足够快的速度向两极迁徙，以跟上气温上升的步伐，并且许多物种正在向两极迁移。 热带物种正在向上迁移 也到更高的海拔。

尽管如此，移民也有其局限性。研究表明 已经生活在高山上的热带鸟类可能注定要灭亡 因为他们已经没有空间再向上迁移了。因此，热带物种可能正处于作者所说的“走向灭绝的自动扶梯”。

除了温度之外，高纬度和高海拔栖息地还给物种带来了许多需要克服的挑战。我们对全球 800 种昆虫的研究表明，蝴蝶、蜜蜂和其他飞行昆虫 尤其阻碍向高海拔地区的迁徙 因为没有足够的氧气让它们生存。

许多物种缺乏明显的气候策略

总体而言，进化适应似乎有助于减轻全球变暖的影响，但迄今为止的证据表明，它不足以克服当前的气候变化速度。适应和迁移提供了更快的解决方案，但研究表明这些可能还不够。

当然，并非所有进化都是由气温升高驱动的。植物和动物物种似乎也在逐渐适应其他环境，包括 人类创造的事物，如城市. 。但全球变暖的快速步伐使得 主要威胁之一 该物种必须立即做出反应。

这 证据表明 人类不能简单地假设植物和动物能够从气候变化中拯救自己。为了保护这些物种，人类必须停止加剧气候变化的活动。