Der Klimawandel zwingt Eidechsen, Insekten und andere Arten bereits dazu, sich weiterzuentwickeln – und die meisten können nicht mithalten

Der Klimawandel bedroht das Überleben von Pflanzen und Tieren auf der ganzen Welt, da die Temperaturen steigen und sich Lebensräume verändern.

Einige Arten konnten die Herausforderung durch schnelle evolutionäre Anpassung und andere Verhaltens- oder Physiologieänderungen meistern.Dunkel gefärbte Libellen sind immer blasser um die Wärmeaufnahme durch die Sonne zu reduzieren.Senfpflanzen sind früher blühend um die frühere Schneeschmelze auszunutzen.Eidechsen sind wird kältetoleranter um mit der extremen Variabilität unseres neuen Klimas umzugehen.

Allerdings zeigen wissenschaftliche Studien, dass der Klimawandel viel schneller voranschreitet als sich die Arten verändern.

Was ist evolutionäre Anpassung?

Das Wort „Anpassung“ wird von Klimawissenschaftlern auf vielfältige Weise verwendet, für Biologen hat es jedoch eine ganz bestimmte Bedeutung:Dabei handelt es sich um genetische Veränderungen, die von einer Generation zur nächsten weitergegeben werden und die Überlebensfähigkeit einer Art in ihrer Umwelt verbessern.

Diese genetischen Veränderungen unterscheiden die evolutionäre Anpassung von der „Akklimatisierung“ oder „Akklimatisierung“, die Vorteile mit sich bringt, die nicht an die Nachkommen weitergegeben werden.Wenn Menschen beispielsweise in hochgelegene Städte ziehen, werden sie beginnen, mehr rote Blutkörperchen zu produzieren wenn sie sich an den niedrigen Sauerstoffgehalt gewöhnen.

Überall auf der Welt haben sich Pflanzen und Tiere an viele verschiedene warme und trockene Lebensräume angepasst, was Wissenschaftler dazu veranlasste Frage ob Spezies könnte Auch anpassen Zu unser schnell Ändern Klima, zu.

Soweit die Antwort scheint nein zu sein für die meisten Arten.

Sich weiterentwickelnd, schnell und langsam

A aktuelle Studie der Populationen von 19 Vogel- und Säugetierarten, darunter Eulen und Hirsche, zeigt ein potenzielles Hindernis für die Anpassung.

Bei Tieren, die mehrere Jahre brauchen, um das Fortpflanzungsalter zu erreichen, hat sich das Klima bereits zum Zeitpunkt der Geburt ihrer Nachkommen verändert.Gene, die den Eltern einen Vorteil verschafften – etwa zum genau richtigen Zeitpunkt zu schlüpfen oder die beste Größe zu erreichen –, sind für den Nachwuchs nicht mehr so ​​vorteilhaft.

Die Populationen dieser langsam heranreifenden Tiere passen sich zwar an den Klimawandel an, reichen aber in jeder Generation nicht aus, um unter den sich ändernden Bedingungen zu gedeihen.Tatsächlich stimmt die Geschwindigkeit der Evolution so wenig mit der Geschwindigkeit der globalen Erwärmung überein, dass die Autoren der Studie schätzen, dass fast 70 % der von ihnen untersuchten lokalen Bevölkerungen in den kommenden Jahrzehnten bereits dem klimabedingten Aussterben ausgesetzt sind.

Tiere mit kleinem Körper, wie zum Beispiel viele Fische, Insekten und Plankton, entwickeln sich typischerweise schnell.Doch aktuelle Forschungen zu kleiner Fisch und eine Art von schnell reifendes Plankton, das Copepoden genannt wird enthüllte eine weitere Hürde für eine schnelle genetische Anpassung an den Klimawandel.

Viele Arten besitzen Gene, die es ihnen ermöglichen, in Umgebungen zu leben, die 1 bis 2 Grad Celsius (etwa 2 bis 4 Fahrenheit) wärmer sind als heute, aber neue genetische Mutationen müssen entstehen, um das Überleben zu ermöglichen, wenn das Klima 4 bis 5 Grad Celsius (etwa 7 bis 9 Grad Celsius) erreicht F) wärmer, was in einigen Regionen möglich ist, insbesondere wenn die Treibhausgasemissionen weiterhin hoch sind.

Um die Widerstandsfähigkeit der Arten zu testen, erwärmten Wissenschaftler über viele Generationen hinweg Populationen dieser schnell heranreifenden Arten, um ihre genetischen Veränderungen zu beobachten.Sie fanden heraus, dass sich sowohl die Ruderfußkrebse als auch die kleinen Fische an die ersten paar Grad Erwärmung anpassen konnten, darüber hinaus jedoch die Populationen bald ausstarben.Dies lag daran, dass genetische Mutationen, die ihre Fähigkeit, unter heißeren Bedingungen zu leben, erhöhten, langsamer auftraten, als die Temperaturen stiegen.

Kaltblütige Arten wie Eidechsen, Frösche und Fische sind besonders anfällig für den Klimawandel, da sie nur begrenzt in der Lage sind, ihre Körpertemperatur selbst zu regulieren.Es wird erwartet, dass ihre Fähigkeit, sich als Reaktion auf den Klimawandel weiterzuentwickeln, für ihr Überleben von entscheidender Bedeutung ist.

Allerdings kommt es häufig zu einer raschen Anpassung an den Klimawandel zu einem Preis:Aufgrund des Todes von Individuen, die neue, heißere Temperaturen nicht vertragen, werden die Populationen kleiner.Selbst wenn sich Arten weiterentwickeln, um mit dem Klimawandel zu überleben, könnten ihre kleineren Populationen dennoch aufgrund von Problemen wie Inzucht, schädlichen neuen Mutationen oder schlichtem Pech wie einer Krankheitsepidemie aussterben.

In einer mittlerweile klassischen Studie, Forscher, die Eidechsen in Mexiko untersuchten, stellten fest, dass die hohen Sterberaten nur der hitzeempfindlichen Individuen – die nur einen Teil der Gesamtpopulation ausmachten – zwischen 1975 und 2009 zum Aussterben von 12 % aller Eidechsenpopulationen in Mexiko führten.Selbst wenn in jeder Population unter den wärmeren Bedingungen einige hitzetolerante erwachsene Eidechsen überleben würden, würden die Forscher schätzen, dass der Klimawandel so viele hitzeempfindliche erwachsene Eidechsen in jeder Population töten würde, dass bis 2080 54 % aller Populationen aussterben würden.

Evolutionäre Anpassung ist nicht die einzige Option der Art

Eine andere Art und Weise, wie sich Arten an steigende Temperaturen anpassen, ist die Akklimatisierung, die manchmal als „phänotypische Plastizität“ bezeichnet wird. Zum Beispiel, Kohlmeisen in Großbritannien – kleine Vögel, die häufig in Höfen und Wäldern vorkommen – legen ihre Eier in wärmeren Jahren früher ab, sodass ihre Nestlinge genau dann schlüpfen, wenn der Winter zu Ende ist, egal wann das passiert.

Allerdings a aktuelle Analyse Eine Untersuchung von mehr als 100 Käfer-, Heuschrecken- und anderen Insektenarten auf der ganzen Welt ergab, dass die Akklimatisierung diesen Arten möglicherweise nicht ausreichend hilft.Die Autoren der Studie fanden heraus, dass die von ihnen untersuchten Arten durchschnittlich nur eine um 0,1 °C (etwa 0,2 °F) höhere Hitzetoleranz erlangten, wenn sie sich während ihrer Entwicklung an die um 1 °C (etwa 2 °F) wärmeren Lufttemperaturen gewöhnten.Somit scheint die Geschwindigkeit der globalen Erwärmung auch die Akklimatisierungsfähigkeiten der Arten zu übertreffen.

Auch Pflanzen und Tiere könnten den Auswirkungen der globalen Erwärmung entgehen, indem sie in kühlere Lebensräume abwandern.A globale Analyse Die Untersuchung von mehr als 12.000 verschiedenen Pflanzen- und Tierarten zeigte kürzlich, dass viele Arten schnell genug in Richtung der Pole wandern, um mit den steigenden Temperaturen Schritt zu halten, und zwar viele tropische Arten wandern bergauf auch in höhere Lagen.

Dennoch hat Migration ihre Grenzen.Untersuchungen zeigen das Tropenvögel, die bereits hoch in den Bergen leben, könnten dem Untergang geweiht sein weil es für sie keinen Raum mehr gibt, weiter nach oben zu wandern.Tropische Arten könnten sich daher auf einer Art „Rolltreppe zum Aussterben“ befinden, wie die Autoren es nennen.

Lebensräume in großen Breitengraden und Höhenlagen stellen für Arten neben der Temperatur auch zahlreiche Herausforderungen dar, die es zu bewältigen gilt.Unsere eigene Forschung an 800 Insektenarten auf der ganzen Erde zeigt, dass dies bei Schmetterlingen, Bienen und anderen Fluginsekten der Fall ist besonders daran gehindert, in höhere Lagen zu wandern weil es nicht genug Sauerstoff zum Überleben gibt.

Vielen Arten fehlen klare Klimastrategien

Insgesamt scheint die evolutionäre Anpassung dazu beizutragen, die Auswirkungen der globalen Erwärmung abzuschwächen, die bisherigen Erkenntnisse zeigen jedoch, dass sie nicht ausreicht, um das derzeitige Tempo des Klimawandels zu überwinden.Akklimatisierung und Migration bieten schnellere Lösungen, aber Untersuchungen zeigen, dass auch diese möglicherweise nicht ausreichen.

Natürlich wird nicht jede Evolution durch steigende Temperaturen vorangetrieben.Pflanzen- und Tierarten scheinen sich auch allmählich an andere Arten von Umgebungen anzupassen, darunter Von Menschen geschaffene wie Städte.Aber das schnelle Tempo der globalen Erwärmung macht es möglich eine der größten Bedrohungen Auf diese Art muss sofort reagiert werden.

Der Beweise deuten darauf hin dass die Menschheit nicht einfach davon ausgehen kann, dass Pflanzen und Tiere sich vor dem Klimawandel retten können.Um diese Arten zu schützen, muss der Mensch die Aktivitäten stoppen, die den Klimawandel vorantreiben.