沐鳴注冊: 如何在極
 
 
面對前所未有的變化,動物和植物争相跟上——結果喜憂參半。一種新的模型有助于預測是什麼導緻物種滅絕。
 
聖路易斯華盛頓大學的生物學助理教授卡洛斯·博特羅說:“很難預測生物體将如何應對極端事件的變化,因為從定義上說,這些事件往往非常罕見。”
 
“但是,如果我們關注物種的自然史,了解它們過去經曆的氣候變化,我們就能很好地了解任何一個特定物種可能會如何應對當前這方面的氣候變化。”
 
“新常态”
 
飓風多裡安是可怕趨勢的最新例子。由于氣候變化,極端天氣事件變得越來越頻繁、越來越嚴重、越來越普遍。這項新發現為研究不同物種在這種新常态下如何生存提供了重要的見解。
 
在《生态學與進化論》的研究中,沐鳴注冊Botero與他以前的學生Thomas Haaland(現在是蘇黎世大學的博士後)合作,開發了一個種群如何應對罕見的極端環境的進化模型。(認為:500年的洪水。)這些罕見的事件對于進化來說可能是棘手的,因為它很難适應幾乎從未遇到過的危險。
 
 
通過計算機模拟,Haaland和Botero發現某些特征和經曆是脆弱性的關鍵指标。
 
具體地說,他們發現:
 
在一生中隻繁殖一次的物種傾向于進化出保守的行為或形态,就好像它們期待每次都經曆一次環境的極端。
 
相比之下,在一個個體可以在不同的環境下多次繁殖的物種(比如,一隻鳥在一個季節和不同的樹上築巢多次),進化傾向于表現得好像環境的極端永遠不會發生。
 
這個新模型的關鍵觀點是,屬于前者的“保守”物種可以很容易地适應更頻繁或更廣泛的極端,但當這些極端變得更強烈時,它們就很難調整。後者的情況正好相反,屬于“無憂無慮”類。
 
Haaland和Botero還發現,加速性狀進化的因素通常會阻礙——而不是有利于——對罕見選擇事件的适應。部分原因是:在極端環境之間的長時間間隔内,高突變率傾向于促進對正常條件的适應過程。
 
Botero說:“我們的研究結果挑戰了這樣一種觀點,即曆史上暴露在更多變環境中的物種更适合應對氣候變化。”
 
“我們發現,即使對過去經曆過類似事件的人群來說,極端環境的模式和強度的簡單變化也可能是緻命的。”這個模型隻是幫助我們更好地理解何時何地可能會出現問題。”
 
從極端情況預測滅絕
 
Haaland和Botero所描述的簡單框架可以應用于任何類型的環境極端,包括洪水、野火、熱浪、幹旱、寒潮、龍卷風和飓風——所有這些都可以被認為是氣候變化下的“新常态”的一部分。
 
以極端高溫為例。這個模型可以用來預測當有更多的熱浪,當熱浪持續的時間更長,或者當典型的熱浪影響更大的區域時,動物或植物物種會發生什麼。
 
“在那些熱浪罕見且不完整的地區,很可能主要是那些對極端高溫沒有明顯适應能力的物種,”Botero說。“我們的模型表明,在這些特定地區滅絕的最大威脅将因此是更頻繁或更廣泛的熱浪,而在這些地區最受關注的物種将是地方性物種和地理分布較小的物種。”
 
“相反,在曆史上熱浪很普遍和廣泛的地區,可能會出現已經表現出适應極端高溫的物種,”Botero補充說。“在這種情況下,我們的模型表明,這些地方的典型居民可能更容易受到高溫的影響,而不是更長的或更廣泛的熱浪。”
變色蜥蜴一樣,例如
 
這種新的模式使野生動物管理人員和保護組織能夠在對不同物種的自然曆史和曆史環境進行相對簡單的評估的基礎上,深入了解不同物種的潛在脆弱性。
 
例如,華盛頓大學(Washington University)客座博士後科林·多尼烏(Colin Donihue) 2018年的一項研究發現,沐鳴注冊加勒比地區的無爪蜥蜴在應對飓風時,往往會進化出更大的腳趾和更短的肢體長度,因為這些特征有助于它們在強風時更好地附着在樹枝上。
 
新模型表明,盡管這些蜥蜴不太可能受到更頻繁的飓風的影響,但如果未來的飓風變得更猛烈,它們的數量可能面臨滅絕的重大威脅。Botero建議,解決這一問題的一個可能的解決方案是在島上提供風力避難所,讓部分居民避開強度非常高的風。
 
“雖然這個簡單的保護行動不太可能完全改變平衡,從‘保守的’進化到對極端事件的‘随意’反應,但它可能會減少這些‘保守的’蜥蜴種群最強烈的脆弱性,”Botero說。“這可能會為它們赢得足夠的時間,在腳趾和四肢上積累足夠的進化變化,以滿足栖息地變化的新需求。”