Войти
Изменение климата оказывает значительное прямое влияние на наземных животных, поскольку главный двигатель процессов видообразования и исчезновения. Самый известный пример этого - обрушение тропических лесов каменноугольного периода, которое произошло 350 миллионов лет назад. Это событие привело к истреблению популяции амфибий и стимулированию эволюции рептилий. В целом изменение климата по-разному влияет на животных и птиц. Птицы откладывают яйца раньше обычного в году, растения цветут раньше, а млекопитающие раньше выходят из состояния гибернации.
Изменение климата - это естественное явление, происходившее на протяжении всей истории. Однако с недавним увеличением выбросов CO2 в атмосферу Земли, произошло резкое изменение климата. Была выдвинута гипотеза, что антропогенное воздействие парниковых газов значительно влияло на глобальный климат примерно с 8000 до настоящего (Van Hoof 2006).
Животные по-особому реагируют на изменение климата. Виды реагируют на климатические изменения миграцией, адаптацией или, если ничего из этого не происходит, смертью. Эти миграции могут иногда следовать предпочтительной температуре животного, высоте над уровнем моря, почве и т. Д., Поскольку указанная местность перемещается из-за изменения климата. Адаптация может быть генетической или фенологической, и смерть может произойти только в местной популяции (истребление ) или в целом виде, иначе известном как вымирание.
Изменения климата прогнозируется, что влияет на отдельные организмы, популяции, распределение видов и состав экосистем и функционирует как напрямую (например, повышение температуры и изменение количества осадков), так и косвенно (через изменение климата, изменение интенсивности и частоты возмущений, таких как лесные пожары и сильные штормы) (IPCC 2002).
У каждого организма есть свой набор предпочтений или требований, ниша, и биоразнообразие связано с разнообразием ниш животных. Они могут включать или зависеть от температуры, засушливости, доступности ресурсов, требований к среде обитания, врагов, характеристик почвы, конкурентов и опылителей. Поскольку факторы, составляющие нишу, могут быть настолько сложными и взаимосвязанными, ниши многих животных неизбежно пострадают от изменения климата (Parmesan Yohe 2003).
Одно исследование, проведенное Камиллой Пармезан и Гэри Йохе из Техасского университета в Остине, показывает глобальный отпечаток изменения климата на природных системах. Результаты их глобального анализа 334 видов были записаны, чтобы продемонстрировать корреляцию закономерностей, согласующихся с глобальным изменением климата 20-го века. Используя «уровни уверенности» МГЭИК (Межправительственная группа экспертов по изменению климата ), это исследование с очень высокой степенью достоверности (>95%) доказало значительные неслучайные поведенческие изменения, вызванные глобальным изменением климата. Более того, точность изменения видов в 74–91% показывает предсказанное изменение видов в ответ на изменение климата.
Во время краха тропических лесов каменноугольного периода обширные и пышные тропические леса Еврамерики были уничтожены, распались на небольшие «острова» в значительной степени. менее разнообразный ландшафт. Это событие уничтожило популяции земноводных и стимулировало эволюцию рептилий.
«Средние изменения температуры сами по себе не дают простых предсказаний об экологических последствиях. Средние температуры изменились больше в высоких широтах. чем в тропиках, но тропические виды, вероятно, более чувствительны к изменениям температуры, чем умеренные »(IPCC 2008). Q10 - это скорость изменения биологической или химической системы в результате повышения температуры на 10 ° C.
С повышением глобальной температуры земные организмы столкнутся с большей опасностью в виде все более частых и более суровых метеорологических условий, таких как засухи, снег штормы, волны тепла, ураганы и таяние ледников и морской лед.
Эти более суровые погодные условия вызовет множество проблем у наземных животных, поскольку их обычные среды обитания будут значительно затронуты, что приведет к их вымиранию, миграции в другие места или поиску способов адаптации к новым условиям. Эти экологические реакции различаются в зависимости от ситуации. Это было показано даже в исследовании 2018 года, проведенном в Университете Квинсленда, где было проведено более 350 наблюдательных исследований популяций наземных животных (в течение более года), и результаты показали положительную корреляцию между усилением суровых погодных условий в экосистемах и сокращением численности населения или исчезновения.
Фенология - это изучение жизненных циклов животных или растений, вызванных сезонными или другими переменными климатическими изменениями. Эти реакции животных из-за изменения климата могут быть или не быть генетическими.
Исследователи изучают способы разведения домашнего скота, такого как кур, индеек и свиней, чтобы лучше противостоять жаре.
Повышение глобальной температуры было разрушительным для полярных и экваториальных регионов, а изменение температуры в этих и без того экстремальных регионах нарушило их хрупкое равновесие. В регионах к югу от Сахары пустыни испытывают сильные засухи, которые влияют как на водные, так и на сельскохозяйственные ресурсы, поскольку сильно страдает растениеводство.
Засухи, наводнения или изменения количества осадков и тепла - все это влияет на качество и количество растительности присутствует в регионе, помимо плодородия почвы и разнообразия растений. Регион с растительностью или культурами, которые имеют минимальную устойчивость и устойчивость к изменениям, находится в опасности из-за неопределенности будущих последствий изменения климата для сельскохозяйственных культур и съедобной растительности.
Это прямое влияние изменения климата имеет косвенный эффект. на здоровье наземных животных, поскольку изменения в их диетической доступности повлияют не только на травоядных, но и на всех других наземных существ в их пищевых сетях. Некоторые из негативных воздействий включают:
Люди могут быть серьезно затронуты, поскольку наземный скот не будет защищен от разрушительных воздействий климатических изменений. Заболевания и смерть, связанные с температурой, могут быть связаны с глобальным потеплением, когда гомеотермные животные едят меньше корма и затрачивают больше энергии на поддержание условий для нормального функционирования. Этот тепловой стресс у наземных млекопитающих может ослабить их иммунную систему, делая их уязвимыми для множества сопутствующих болезней и болезней.
Изменения климата и глобальное потепление оказывают значительное влияние на биологию и распространение трансмиссивных болезней, паразитов и связанных с ними болезней. Региональные изменения, возникающие в результате изменения погодных условий и характера в умеренном климате, будут стимулировать размножение определенных видов насекомых, которые являются переносчиками болезней. Следовательно, тропические болезни, общие для определенных мест и затрагивающие только определенные наземные виды, вероятно, могут мигрировать и стать эндемичными во многих других экосистемах.
Сдвиг диапазона - естественная реакция на изменение климата. Виды с достаточным уровнем мобильности могут быстро реагировать на изменения окружающей среды, при этом виды, способные совершать длительные миграционные перемещения, скорее всего, сначала сместят ареалы (Lundy et al., 2010). Миграция не ограничивается популяциями животных - растения могут мигрировать посредством пассивного распространения семян, создавая новые особи там, где позволяют условия.
«Ряд растений и животных движется в ответ на недавние изменения климата» (Loarie 2009). С повышением температуры экосистемы подвергаются особой угрозе, когда их нише практически некуда двигаться. Это препятствие особенно распространено, например, в горных хребтах. Скорость изменения климата определяется соотношением временных и пространственных градиентов средней годовой приповерхностной температуры.
«Горные биомы требуют самой низкой скорости, чтобы идти в ногу с изменением климата. Напротив, более плоские биомы, такие как затопленные луга, мангровые заросли и пустыни, требуют гораздо большей скорости. В целом, существует сильная корреляция между топографическим уклоном и скоростью от изменения температуры »(Loarie 2009).
Ожидается, что температура повысится более чем в среднем в более высоких широтах и на больших высотах. Животные, живущие на более низких высотах, могут мигрировать на более высокие высоты в ответ на изменение климата по мере повышения температуры, тогда как животные, живущие на более высоких высотах, в конечном итоге «выбегут из гор». «Результаты подтвердили, что охраняемые крупномасштабные градиенты высот сохраняют разнообразие, позволяя видам мигрировать в ответ на изменение климата и растительности. Давно признанная важность защиты ландшафтов как никогда высока» (Moritz, 2008).
За последние 40 лет виды расширили свои ареалы к полюсам, а популяции мигрировали, развивались или размножались весной раньше, чем раньше (Huntley 2007).
Аналогичным образом расселение и миграция имеют решающее значение для сохранения биоразнообразия, поскольку быстро растущие экваториальные температуры толкают все большее количество видов в направлении полюсов.
В отчете МГЭИК за 2007 г. что «адаптация будет необходима для устранения последствий потепления, которое уже неизбежно из-за прошлых выбросов». (IPCC 2007)
Перед лицом надвигающихся климатических изменений люди осознают, что экологические изменения действуют как стрессоры для наземного населения. Когда изменения климата начинают выходить за рамки оптимальных условий для популяции, пораженный вид должен будет отреагировать и адаптироваться к новым условиям, чтобы оставаться конкурентоспособным и процветающим.
Как уже упоминалось ранее фенология - это изменение поведения животного из-за климатических условий. Это может быть или не быть генетическим. Генетические изменения в популяциях животных произошли в результате адаптации к времени сезонных явлений или продолжительности сезона. Например, канадские красные белки размножаются раньше весной, тем самым извлекая выгоду из более раннего производства еловых шишек (Huntley 2007).
Из-за того, что все больше доказательств того, что люди оказали значительное влияние на глобальный климат в предыдущие столетия, многие ученые задаются вопросом, как виды и экосистемы, в которых они живут, будут адаптироваться к этим изменениям, и смогут ли они вообще.
Обычно первая и наиболее легко обнаруживаемая реакция - это изменение фенотипа вида или его физических характеристик. Но среди ученых ведутся споры о том, отражают ли эти изменения адаптивную генетическую эволюцию или просто фенотипическую пластичность.
Недавно опубликованное исследование Franks et al. стремились продемонстрировать, что изменение годового времени цветения растения Bassica rapa в ответ на многолетнюю засуху в южной Калифорнии на самом деле является адаптивной эволюционной реакцией. Основываясь на исследовании, они пришли к выводу, что постзасушливые генотипы оказались лучше приспособлены к более коротким вегетационным периодам, чем генотипы до засухи, и что это было результатом адаптивной эволюции.
Хантли опровергает выводы Franks et al. (Huntley 2007) с исследованием Wu et al. (Wu L 1975), которые предоставили доказательства того, что не только разные виды, но и разные популяции одного и того же вида демонстрируют заметно разные возможности для отбора генотипов, устойчивых к тяжелым металлам. Это привело Брэдшоу и Макнейли к выводу, что разные популяции одного и того же вида могут адаптировать свою фенологию для краткосрочного выживания и в определенных местах, но генетическая изменчивость всего вида в ответ на быстрое изменение климата невозможна (Bradshaw, 1991).
Хантли заключает, что хотя некоторая эволюция, вероятно, произойдет у некоторых видов в связи с глобальным изменением климата, вряд ли будет достаточно для смягчения последствий указанных изменений, особенно если они происходят так же быстро, как это происходило в прошлом.
Опровергая выводы Franks et al., Хантли заключает: «Хотя демонстрация эволюционной основы фенотипической реакции может быть интересной, ее недостаточно, чтобы опровергнуть выводы Брэдшоу и Макнейли (Bradshaw 1991).. Эволюционная адаптация вряд ли будет иметь большое значение в реакции видов на климатические изменения, ожидаемые в этом столетии. Более того, даже ее ограниченный потенциал, вероятно, будет сильно снижен в результате фрагментации среды обитания и популяций, и быстрота и масштабы ожидаемых климатических изменений, которые вместе, вероятно, приведут к быстрому генетическому обеднению многих популяций. Более вероятным результатом является то, что, скорее, как в пастбищах, образовавшихся на почвах, загрязненных тяжелыми металлами, небольшое количество видов которые имеют необходимую генетическую вариативность, будут доминировать во многих растительных сообществах, что может иметь далеко идущие последствия для биоразнообразия, функционирования экосистем и экосистемные услуги, от которых зависит человечество »(Huntley 2007).
Есть много способов, которыми животное может изменить свое поведение, включая время размножения, спаривания и миграции.
Адаптивные сдвиги в сроках сезонных событий должны предшествовать адаптивным сдвигам тепловых оптимумов или повышенной устойчивости к жаре в течение эволюционного времени, и это закономерность, которая появляется (Bradshaw 1991).
Была высказана гипотеза, что с повышением температуры размер тела будет уменьшаться. Меньший размер тела будет более эффективно рассеивать тепло, поэтому в условиях повышенной температуры можно ожидать, что животное будет меньше. Верно и обратное: исследования показали, что при понижении температуры с большой корреляцией размер тела увеличивается.
Изменение климата связано с изменением размеров растений, а также размеров животных.
Короткое время генерации улучшает адаптивность; например, многие микроорганизмы, вызывающие микробные заболевания, мелкие насекомые, обычные промысловые виды и однолетние растения считаются более адаптивными.
Широкие районы расселения позволяют животным мигрировать и перемещаться в среду, лучше подходящую для борьбы с изменением климата.
Широкая климатическая выносливость - это способность животного выдерживать широкий диапазон условий. Например, кенгуру имеет очень широкую климатическую устойчивость.
Дженералисты - это виды, не являющиеся средой обитания, поскольку они не ограничены очень конкретным местом, окружающей средой, источником пищи и т. Д. Американский койот - пример универсала.
Оппортунистические виды питаются и приспосабливаются ко многим изменениям.
Длительное время генерации ограничивает скорость, с которой вид может стать более разнообразным.
Плохо расселенные животные не могут мигрировать, чтобы спастись и пережить изменение климата.
Узкая климатическая устойчивость животных препятствует их приспособляемости, потому что их основные потребности в выживании не могут варьироваться в зависимости от местоположения, температуры или ресурсов.
Население, ограниченное одним географическим местоположением, например население, живущее в холодных регионах на вершинах низменных гор, не имеет простого варианта миграции. Эти животные обитают в средах обитания, которые истощатся, поскольку изменение климата усилится и глобальное потепление станет более сильным.
Согласно Стюарту Л. Пимму и его соавторам, действия человека повысили уровень вымирания или истребления видов до трех порядков. величины выше их естественного фона. Пимм говорит: «[Ученые] предсказывают, что от 400 до 500 из 8500 видов наземных птиц в мире вымрут к 2100 году с оценкой потепления на 2,8 градуса Цельсия. Еще 2150 видов будут под угрозой исчезновения» (Pimm 2009).
В Австралии седой малиновка обитает только в тропических лесах влажных тропиков и другой популяции в высокогорье Новой Гвинеи. Хотя в некоторых местах это может быть обычным явлением, ареал этой птицы очень ограничен; он встречается только на северо-востоке Квинсленда и только в высокогорных тропических лесах. Это прогноз его диапазона по мере продолжения изменения климата. Это животное могло считаться находящимся под угрозой исчезновения.
Аналогичное, но более драматическое предсказание сделано для лемуроидного опоссума с кольчатым хвостом. При достаточно высоком температурном (климатическом) сдвиге это животное вымрет.
Глобальное потепление, вызванное людьми, подтверждено четвертой оценкой МГЭИК как «весьма вероятное». В таком случае переломный момент может быть достигнут для многих видов, что в конечном итоге приведет к их исчезновению (Pimm 2009).
Иногда вид может реагировать одним из двух других способов, перемещаясь или адаптируясь, и все же обнаруживать, что его усилия не спасают его от вымирания. Еще не вымерший мухоловка-пеструшка, небольшая насекомоядная птица, мигрирующая в Западную Европу из Африки каждую весну, сократилась до 10% от своей прежней популяции. Это произошло в то же время, когда основной источник пищи для молодых мухоловок, гусениц, начал достигать пика гораздо раньше. Хотя птицы тоже начали прилетать раньше, они еще не догнали пик гусениц. Этот отдельный вид может вымереть, а может и не исчезнуть, но это демонстрирует, что вид иногда может начать перемещаться или адаптироваться и, тем не менее, обнаруживать, что умирает (Pimm 2009).
