Η κλιματική αλλαγή απειλεί την επιβίωση των φυτών και των ζώων σε όλο τον κόσμο καθώς οι θερμοκρασίες αυξάνονται και τα ενδιαιτήματα αλλάζουν.
Μερικά είδη μπόρεσαν να αντιμετωπίσουν την πρόκληση με ταχεία εξελικτική προσαρμογή και άλλες αλλαγές στη συμπεριφορά ή τη φυσιολογία. Οι σκουρόχρωμες λιβελλούλες γίνονται πιο ωχρές για να μειώσουν την ποσότητα της θερμότητας που απορροφούν από τον ήλιο. Τα φυτά μουστάρδας ανθίζουν νωρίς για να επωφεληθούν από τις πρώιμες ξεπαγώσεις. Οι σαύρες γίνονται πιο ανεκτικές στο κρύο για να αντιμετωπίσουν την ακραία μεταβλητότητα του νέου μας κλίματος.
Ωστόσο, επιστημονικές μελέτες δείχνουν ότι η κλιματική αλλαγή συμβαίνει πολύ πιο γρήγορα από ό,τι αλλάζουν τα είδη.
Τι είναι η εξελικτική προσαρμογή;
Η λέξη «προσαρμογή» χρησιμοποιείται με πολλούς τρόπους από τους επιστήμονες του κλίματος, αλλά έχει μια πολύ συγκεκριμένη σημασία για τους βιολόγους: αναφέρεται σε γενετικές αλλαγές που περνούν από τη μια γενιά στην άλλη και βελτιώνουν την ικανότητα ενός είδους να επιβιώνει στο περιβάλλον του. περιβάλλον. .
Αυτές οι γενετικές τροποποιήσεις κάνουν την εξελικτική προσαρμογή διαφορετική από τον «εγκλιματισμό» ή τον «εγκλιματισμό», που περιλαμβάνει πλεονεκτήματα που δεν μεταβιβάζονται στους απογόνους. Για παράδειγμα, όταν οι άνθρωποι μετακινούνται σε πόλεις με μεγάλο υψόμετρο, αρχίζουν να παράγουν περισσότερα ερυθρά αιμοσφαίρια καθώς προσαρμόζονται στο χαμηλό επίπεδο οξυγόνου.
Σε όλο τον κόσμο, τα φυτά και τα ζώα έχουν προσαρμοστεί σε πολλά θερμά, ξηρά ενδιαιτήματα, με αποτέλεσμα οι επιστήμονες να αναρωτιούνται εάν τα είδη θα μπορούσαν επίσης να προσαρμοστούν στο ταχέως μεταβαλλόμενο κλίμα μας.
Μέχρι στιγμής, η απάντηση φαίνεται να είναι αρνητική για τα περισσότερα είδη.
Εξελίσσεται, γρήγορα και αργά
Μια πρόσφατη μελέτη πληθυσμών 19 ειδών πτηνών και θηλαστικών, συμπεριλαμβανομένων των κουκουβαγιών και των ελαφιών, δείχνει ένα πιθανό εμπόδιο στην προσαρμογή.
Στα ζώα που χρειάζονται αρκετά χρόνια για να φτάσουν στην αναπαραγωγική ηλικία, το κλίμα έχει ήδη αλλάξει από τη στιγμή που γεννιούνται οι απόγονοί τους. Τα γονίδια που έδωσαν στους γονείς ένα πλεονέκτημα –όπως η εκκόλαψη την κατάλληλη στιγμή ή η ανάπτυξη στο ιδανικό μέγεθος– δεν είναι πλέον τόσο ωφέλιμα για τους απογόνους.
Οι πληθυσμοί αυτών των ζώων που ωριμάζουν αργά προσαρμόζονται στην κλιματική αλλαγή, αλλά δεν επαρκούν σε κάθε γενιά για να ευδοκιμήσουν στις μεταβαλλόμενες συνθήκες. Στην πραγματικότητα, ο ρυθμός εξέλιξης είναι τόσο ασύμβατος με τον ρυθμό της υπερθέρμανσης του πλανήτη που οι συγγραφείς της μελέτης εκτιμούν ότι σχεδόν το 70% των τοπικών πληθυσμών που μελέτησαν είναι ήδη ευάλωτοι στην εξαφάνιση λόγω του κλίματος τις επόμενες δεκαετίες.
Τα μικρά ζώα, όπως πολλά ψάρια, έντομα και πλαγκτόν, συνήθως ωριμάζουν γρήγορα. Ωστόσο, πρόσφατη έρευνα σε μικρά ψάρια και έναν τύπο πλαγκτόν που ωριμάζει γρήγορα, που ονομάζεται κωπηπόποδα, αποκάλυψε ένα άλλο εμπόδιο στην ταχεία γενετική προσαρμογή στην κλιματική αλλαγή.
Πολλά είδη έχουν γονίδια που τους επιτρέπουν να ζουν σε περιβάλλοντα 1 έως 2 βαθμούς Κελσίου (περίπου 2 έως 4 Φαρενάιτ) θερμότερα από σήμερα, αλλά πρέπει να εμφανιστούν νέες γενετικές μεταλλάξεις για να επιτρέψουν την επιβίωση εάν τα κλίματα φτάσουν τους 4 έως 5 C (περίπου 7 έως 9 F). θερμότερο, όπως είναι δυνατό σε ορισμένες περιοχές, ειδικά εάν οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου συνεχιστούν με υψηλούς ρυθμούς.
Για να δοκιμάσουν την ανθεκτικότητα του είδους, οι επιστήμονες θέρμαιναν πληθυσμούς αυτών των ειδών που ωριμάζουν γρήγορα για πολλές γενιές για να παρατηρήσουν τις γενετικές τους αλλαγές. Διαπίστωσαν ότι τόσο τα κωπηπόποδα όσο και τα μικρά ψάρια ήταν σε θέση να προσαρμοστούν στους πρώτους βαθμούς θέρμανσης, αλλά οι πληθυσμοί σύντομα εξαφανίστηκαν πάνω από αυτό. Αυτό συνέβη επειδή οι γενετικές μεταλλάξεις που αύξησαν την ικανότητά τους να ζουν σε θερμότερες συνθήκες συνέβησαν με βραδύτερο ρυθμό από την αύξηση της θερμοκρασίας.
Τα ψυχρόαιμα είδη, όπως οι σαύρες, οι βάτραχοι και τα ψάρια, είναι ιδιαίτερα ευάλωτα στην κλιματική αλλαγή επειδή έχουν περιορισμένη ικανότητα να ρυθμίζουν τη θερμοκρασία του σώματός τους. Η ικανότητά τους να εξελίσσονται ως απάντηση στην κλιματική αλλαγή αναμένεται να είναι κρίσιμη για την επιβίωσή τους.
Ωστόσο, η ταχεία προσαρμογή στην κλιματική αλλαγή έχει συχνά κόστος: Ο πληθυσμός μειώνεται λόγω του θανάτου ατόμων που δεν μπορούν να ανεχθούν νέες, υψηλότερες θερμοκρασίες. Έτσι, ακόμα κι αν τα είδη εξελιχθούν για να επιβιώσουν στην κλιματική αλλαγή, οι μικρότεροι πληθυσμοί τους θα μπορούσαν να εξαφανιστούν λόγω προβλημάτων όπως η ενδογαμία, οι επιβλαβείς νέες μεταλλάξεις ή η απλή παλιά κακή τύχη όπως μια επιδημία ασθένειας.
Σε μια κλασική πλέον μελέτη, ερευνητές που μελετούσαν σαύρες στο Μεξικό διαπίστωσαν ότι τα υψηλά ποσοστά θνησιμότητας των ατόμων που είναι ευαίσθητα στη θερμότητα – που αντιπροσωπεύουν μόνο ένα υποσύνολο ολόκληρου του πληθυσμού – προκάλεσαν την εξαφάνιση του 12% όλων των πληθυσμών σαύρων στο Μεξικό μεταξύ 1975 και 2009 Ακόμη και με ορισμένες ανθεκτικές στη θερμότητα ενήλικες σαύρες που επιβιώνουν σε κάθε πληθυσμό κάτω από θερμότερες συνθήκες, οι ερευνητές υπολόγισαν ότι η κλιματική αλλαγή θα σκότωνε τόσο πολλούς ευαίσθητους στη θερμότητα ενήλικες σε κάθε πληθυσμό που το 54% όλων των πληθυσμών θα εξαφανιστεί μέχρι το 2080.
Η εξελικτική προσαρμογή δεν είναι η μόνη επιλογή για τα είδη
Ένας άλλος τρόπος με τον οποίο τα είδη προσαρμόζονται στις αυξανόμενες θερμοκρασίες είναι ο εγκλιματισμός, που μερικές φορές ονομάζεται «φαινοτυπική πλαστικότητα». Για παράδειγμα, τα μεγάλα βυζιά στο Ηνωμένο Βασίλειο –μικρά πουλιά κοινά στις αυλές και στα δάση– γεννούν τα αυγά τους νωρίτερα τα θερμότερα χρόνια, έτσι τα μικρά τους εκκολάπτονται μόλις τελειώσει ο χειμώνας, ανεξάρτητα από το πότε συμβαίνει αυτό.
Ωστόσο, μια πρόσφατη ανάλυση περισσότερων από 100 ειδών σκαθαριών, ακρίδων και άλλων ειδών εντόμων σε όλο τον κόσμο κατέληξε στο συμπέρασμα ότι ο εγκλιματισμός μπορεί να μην βοηθήσει επαρκώς αυτά τα είδη. Οι συγγραφείς της μελέτης διαπίστωσαν ότι τα είδη που ανέλυσαν κέρδισαν κατά μέσο όρο μόλις 0,1 C (περίπου 0,2 F) μεγαλύτερη ανοχή στη θερμότητα όταν εγκλιματίστηκαν σε θερμοκρασίες αέρα κατά 1 C (περίπου 2 F) υψηλότερες κατά τη διάρκεια της ζωής τους. Έτσι, ο ρυθμός υπερθέρμανσης του πλανήτη φαίνεται επίσης να υπερβαίνει την ικανότητα προσαρμογής του είδους.
Τα φυτά και τα ζώα θα μπορούσαν επίσης να ξεφύγουν από τις επιπτώσεις της υπερθέρμανσης του πλανήτη μεταναστεύοντας σε ψυχρότερα ενδιαιτήματα. Μια παγκόσμια ανάλυση περισσότερων από 12.000 διαφορετικών ειδών φυτών και ζώων έδειξε πρόσφατα ότι πολλά είδη μεταναστεύουν προς τους πόλους αρκετά γρήγορα ώστε να συμβαδίζουν με την άνοδο της θερμοκρασίας και πολλά τροπικά είδη μετακινούνται επίσης σε υψηλότερα υψόμετρα.
Ωστόσο, η μετανάστευση έχει τα όριά της. Η έρευνα δείχνει ότι τα τροπικά πουλιά που ζουν ήδη ψηλά στα βουνά μπορεί να είναι καταδικασμένα επειδή δεν υπάρχει χώρος για να μεταναστεύσουν ψηλότερα. Τα τροπικά είδη, επομένως, μπορεί να βρίσκονται σε αυτό που οι συγγραφείς αποκαλούν «κυλιόμενη σκάλα προς εξαφάνιση».
Οι βιότοποι μεγάλου και μεγάλου υψομέτρου παρουσιάζουν επίσης πολλές προκλήσεις για τα είδη που πρέπει να ξεπεράσουν, εκτός από τη θερμοκρασία. Η δική μας έρευνα σε 800 είδη εντόμων σε όλη τη Γη δείχνει ότι οι πεταλούδες, οι μέλισσες και άλλα ιπτάμενα έντομα αποτρέπονται ιδιαίτερα από τη μετανάστευση σε μεγαλύτερα υψόμετρα επειδή δεν υπάρχει αρκετό οξυγόνο για να επιβιώσουν.
Πολλά είδη στερούνται προφανείς κλιματικές στρατηγικές
Σε παγκόσμιο επίπεδο, η εξελικτική προσαρμογή φαίνεται να βοηθά στη μείωση των επιπτώσεων της υπερθέρμανσης του πλανήτη, αλλά τα μέχρι στιγμής στοιχεία δείχνουν ότι είναι ανεπαρκής για να ξεπεραστούν οι τρέχοντες ρυθμοί κλιματικής αλλαγής. Ο εγκλιματισμός και η μετανάστευση παρέχουν ταχύτερες λύσεις, αλλά η έρευνα δείχνει ότι μπορεί να μην είναι αρκετές.
Φυσικά, δεν καθοδηγείται όλη η εξέλιξη από την άνοδο της θερμοκρασίας. Τα φυτικά και ζωικά είδη φαίνεται επίσης να προσαρμόζονται σταδιακά σε άλλους τύπους περιβαλλόντων, συμπεριλαμβανομένων αυτών που δημιουργούνται από τον άνθρωπο, όπως οι πόλεις. Όμως ο γρήγορος ρυθμός της υπερθέρμανσης του πλανήτη την καθιστά μία από τις κύριες απειλές στις οποίες τα είδη πρέπει να ανταποκριθούν άμεσα.
Τα στοιχεία δείχνουν ότι η ανθρωπότητα δεν μπορεί απλώς να υποθέσει ότι τα φυτά και τα ζώα θα μπορέσουν να σωθούν από την κλιματική αλλαγή. Για την προστασία αυτών των ειδών, οι άνθρωποι θα πρέπει να σταματήσουν τις δραστηριότητες που τροφοδοτούν την κλιματική αλλαγή.
Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύεται από το The Conversation, έναν ανεξάρτητο, μη κερδοσκοπικό οργανισμό ειδήσεων που φέρνει γεγονότα και αναλύσεις για να σας βοηθήσει να κατανοήσετε τον περίπλοκο κόσμο μας.
Το έγραψε ο: Michael P. Moore, Πανεπιστήμιο του Κολοράντο Ντένβερ και ο James Stroud, Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Γεωργίας.
Δείτε περισσότερες πληροφορίες:
Οι συγγραφείς δεν εργάζονται, δεν συμβουλεύονται, δεν κατέχουν μετοχές ή δεν λαμβάνουν χρηματοδότηση από οποιαδήποτε εταιρεία ή οργανισμό που θα ωφεληθεί από αυτό το άρθρο και δεν έχουν αποκαλύψει σχετικές σχέσεις πέρα από τον ακαδημαϊκό τους διορισμό.