Изменение климата уже заставляет ящериц, насекомых и другие виды эволюционировать, и большинство из них не успевают за этим.

Изменение климата угрожает выживанию растений и животных по всему миру, поскольку температура повышается и меняется среда обитания.

Некоторым видам удалось решить эту проблему благодаря быстрой эволюционной адаптации и другим изменениям в поведении или физиологии.Стрекозы темного цвета бледнеет чтобы уменьшить количество тепла, которое они поглощают от солнца.Растения горчицы цветение раньше чтобы воспользоваться ранним таянием снега.Ящерицы становится более холодоустойчивым чтобы справиться с крайней изменчивостью нашего нового климата.

Однако научные исследования показывают, что изменение климата происходит гораздо быстрее, чем меняются виды.

Что такое эволюционная адаптация?

Слово «адаптация» используется учеными-климатологами по-разному, но для биологов оно имеет весьма специфическое значение:Это относится к генетическим изменениям, которые передаются от одного поколения к другому и улучшают способность вида выживать в окружающей среде.

Эти генетические модификации отличают эволюционную адаптацию от «акклиматизации» или «акклиматизации», которые подразумевают преимущества, которые не передаются потомству.Например, когда люди переезжают в высокогорные города, они начать производить больше эритроцитов поскольку они акклиматизируются к низкому содержанию кислорода.

Во всем мире растения и животные адаптировались к различным теплым и сухим местам обитания, что побудило ученых вопрос ли разновидность мощь также адаптироваться к наш быстро изменение климат, слишком.

Пока что ответ кажется нет для большинства видов.

Развитие, быстрое и медленное

А недавнее исследование популяций 19 видов птиц и млекопитающих, включая сов и оленей, показывает один потенциальный барьер для адаптации.

У животных, которым требуется несколько лет, чтобы достичь репродуктивного возраста, климат уже изменился к моменту рождения их потомства.Гены, которые давали родителям преимущество – например, вылупление в нужное время или достижение наилучшего размера – больше не приносят такой пользы потомству.

Популяции этих медленно созревающих животных адаптируются к изменению климата, но недостаточно для каждого поколения, чтобы процветать в меняющихся условиях.Фактически, скорость эволюции настолько не соответствует скорости глобального потепления, что, по оценкам авторов исследования, почти 70% местных популяций, которые они изучали, уже уязвимы к вымиранию, вызванному климатом, в ближайшие десятилетия.

Животные с мелким телом, такие как многие рыбы, насекомые и планктон, обычно быстро взрослеют.Тем не менее, недавние исследования по маленькая рыбка и тип быстросозревающий планктон, называемый копеподом выявили еще одно препятствие на пути быстрой генетической адаптации к изменению климата.

Многие виды обладают генами, которые позволяют им жить в среде, которая на 1–2 градуса Цельсия (около 2–4 градусов по Фаренгейту) теплее, чем сегодня, но должны возникнуть новые генетические мутации, чтобы обеспечить выживание, если климат достигнет 4–5 градусов Цельсия (около 7–9 градусов Цельсия). F) теплее, что возможно в некоторых регионах, особенно если выбросы парниковых газов сохранятся высокими темпами.

Чтобы проверить устойчивость видов, ученые на протяжении многих поколений нагревали популяции этих быстросозревающих видов, чтобы наблюдать за их генетическими изменениями.Они обнаружили, что и копеподы, и мелкая рыба смогли адаптироваться к первым двум градусам потепления, но популяции, превышающие эту температуру, вскоре вымерли.Это произошло потому, что генетические мутации, которые увеличили их способность жить в более жарких условиях, происходили медленнее, чем повышалась температура.

Хладнокровные виды, такие как ящерицы, лягушки и рыбы, особенно уязвимы к изменению климата, поскольку имеют ограниченную способность регулировать температуру собственного тела.Ожидается, что их способность развиваться в ответ на изменение климата будет иметь решающее значение для их выживания.

Однако быстрая адаптация к изменению климата часто происходит по цене:Популяции уменьшаются из-за гибели особей, которые не могут переносить новые, более высокие температуры.Таким образом, даже если виды действительно эволюционируют, чтобы выжить в условиях изменения климата, их меньшие популяции все равно могут вымереть из-за таких проблем, как инбридинг, новые вредные мутации или простое старое невезение, например, эпидемия болезней.

В теперь уже классическом исследовании, Исследователи, изучающие ящериц в Мексике, обнаружили, что высокий уровень смертности только чувствительных к теплу особей, представляющих лишь часть всей популяции, привел к вымиранию 12% всех популяций ящериц в Мексике в период с 1975 по 2009 год.Даже несмотря на то, что некоторые жароустойчивые взрослые ящерицы выживают в каждой популяции в более теплых условиях, исследователи подсчитали, что изменение климата приведет к гибели такого количества чувствительных к жаре взрослых особей в каждой популяции, что 54% ​​всех популяций вымрут к 2080 году.

Эволюционная адаптация — не единственный вариант для вида

Другой способ адаптации видов к повышению температуры — это акклиматизация, которую иногда называют «фенотипической пластичностью». Например, отличные сиськи в Великобритании – маленькие птицы, которые часто встречаются во дворах и в лесу, – в теплые годы откладывают яйца раньше, чтобы их птенцы вылупились сразу после окончания зимы, независимо от того, когда это произойдет.

Тем не менее, недавний анализ более чем 100 видов жуков, кузнечиков и других насекомых по всему миру обнаружили, что акклиматизация может оказаться недостаточно полезной для этих видов.Авторы исследования обнаружили, что виды, которые они рассмотрели, приобрели в среднем всего на 0,1 C (около 0,2 F) большую жароустойчивость при акклиматизации к более высокой температуре воздуха на 1 C (около 2 F) во время своего развития.Таким образом, темпы глобального потепления, по-видимому, также опережают способность видов к акклиматизации.

Растения и животные также могут избежать воздействия глобального потепления, мигрировав в более прохладные места обитания.А глобальный анализ из более чем 12 000 различных видов растений и животных недавно показали, что многие виды мигрируют к полюсам достаточно быстро, чтобы успевать за повышением температуры, и многие тропические виды движутся вверх по склону и на более высокие высоты.

Тем не менее миграция имеет свои пределы.Исследования показывают, что тропические птицы, которые уже живут высоко в горах, могут быть обречены потому что у них нет возможности мигрировать дальше вверх.Таким образом, тропические виды могут оказаться на том, что авторы называют «эскалатором к вымиранию».

Высокоширотные и высокогорные места обитания также представляют собой многочисленные проблемы, которые виды должны преодолеть, помимо температуры.Наши собственные исследования 800 видов насекомых по всей Земле показывают, что бабочки, пчелы и другие летающие насекомые особенно затруднено переселение на возвышенности потому что им не хватает кислорода для выживания.

У многих видов отсутствуют очевидные климатические стратегии.

В целом, эволюционная адаптация, похоже, помогает уменьшить последствия глобального потепления, но имеющиеся на данный момент данные показывают, что ее недостаточно для преодоления нынешних темпов изменения климата.Акклиматизация и миграция обеспечивают более быстрые решения, но исследования показывают, что и этого может быть недостаточно.

Конечно, не вся эволюция обусловлена ​​потеплением температур.Виды растений и животных, по-видимому, также постепенно адаптируются к другим видам окружающей среды, включая созданные человеком, такие как города.Но быстрые темпы глобального потепления делают это одна из главных угроз этот вид должен отреагировать немедленно.

А доказательства указывают что человечество не может просто предполагать, что растения и животные смогут спастись от изменения климата.Чтобы защитить эти виды, людям придется прекратить деятельность, которая способствует изменению климата.