氣候變化動(dòng)植物物種生存受嚴(yán)重影響

吳純新　蔣朝常

未來幾年，即使全球升溫幅度能夠控制在1.5℃～-℃以內(nèi)，氣候變化仍會(huì)嚴(yán)重影響全球動(dòng)植物物種的生存。如果人類依舊遵循以往的排放模式，地球上的許多物種可能會(huì)因此滅絕。與此同時(shí)，全球氣候變暖將使一些物種不得不遷移到更為寒冷和濕潤(rùn)的地方。

目前大量研究和觀察表明，氣候變化已經(jīng)改變了物種的分布格局，許多物種向高緯度或高海拔地區(qū)遷移。中國(guó)生物多樣性保護(hù)與綠色發(fā)展基金會(huì)（簡(jiǎn)稱中國(guó)綠發(fā)會(huì)、綠會(huì)）國(guó)際部從《實(shí)驗(yàn)生物學(xué)雜志》了解到一篇關(guān)于氣候變化對(duì)物種棲息地影響的最新研究，研究稱，隨著氣候變暖，物種不一定要到地勢(shì)較高的地方以尋求較低溫度，它們也可以去緯度較高的地方——研究人員認(rèn)為這些蜂鳥最終可能不得不冒險(xiǎn)向北遷移。

隨著世界各地的氣溫急劇變化，野生動(dòng)物經(jīng)常被迫搬遷以尋找合適的棲息地。科學(xué)家們也正在努力嘗試了解有多少物種在尋找新家園時(shí)遇到困難。

往高地搬遷的動(dòng)物會(huì)面臨兩個(gè)問題：溫度變低，空氣稀薄。在一項(xiàng)新的研究中，一群朱紅蜂鳥被帶到比它們正常棲息地高約1200 米的地方，蜂鳥們的新陳代謝率隨之降低，飛行時(shí)間也隨之變短，這很可能是因?yàn)樗鼈冃枰嗟难鯕狻?/p>

研究團(tuán)隊(duì)表示，至少對(duì)于朱紅蜂鳥，往高地搬遷將對(duì)它們?cè)斐芍卮筇魬?zhàn)。在論文中寫道：“我們的研究結(jié)果表明，蜂鳥可能難以克服氧氣較少和低氣壓的挑戰(zhàn)，尤其是在幾乎沒有長(zhǎng)期適應(yīng)環(huán)境的情況下?！?/p>

隨著世界各地的氣溫急劇變化，野生動(dòng)物經(jīng)常被迫搬遷以尋找合適的棲息地?？茖W(xué)家們也正在努力嘗試了解有多少物種在尋找新家園時(shí)遇到困難。

但這些鳥類已經(jīng)不得不搬家以應(yīng)對(duì)氣溫上升，目前可以在海拔10～2800米的范圍內(nèi)找到它們。雖然這包括了相對(duì)較廣的地域范圍溫度范圍，但研究小組想看看是否有上限。

在這項(xiàng)研究中26只蜂鳥被從當(dāng)前棲息的海拔范圍內(nèi)帶到更高的海拔所在地，它們或多或少都在努力適應(yīng)。然而，該研究確實(shí)發(fā)現(xiàn)，原棲息地海拔相對(duì)較高的蜂鳥往往心臟更強(qiáng)大，能更好地讓氧氣在全身循環(huán)。

研究人員使用多種方法來測(cè)量蜂鳥的睡眠水平和新陳代謝，同時(shí)監(jiān)測(cè)它們的耗氧量。他們發(fā)現(xiàn)，蜂鳥在夜間至少有87.5%的時(shí)間處于蟄伏狀態(tài)，而正常情況下這一比例為 70%。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)所有蜂鳥都是一致的。

蜂鳥因其高能量的生活方式而成為很好的研究對(duì)象。它們能夠應(yīng)對(duì)各種天氣條件，但似乎搬遷到更高的地方可能超出了它們的能力。然而，隨著氣候變暖，物種不一定要到地勢(shì)較高的地方以尋求較低溫度，它們也可以去緯度較高的地方——研究人員認(rèn)為這些蜂鳥最終可能不得不冒險(xiǎn)向北遷移。

研究人員同時(shí)建議，未來的研究和模型不應(yīng)簡(jiǎn)單地將溫度視為物種轉(zhuǎn)移位置的觸發(fā)因素，還需要考慮其他因素，包括水和氧氣的可用性。研究人員寫道：“要充分了解一個(gè)物種對(duì)氣候變暖做出反應(yīng)的能力，評(píng)估其當(dāng)前范圍內(nèi)的生理表現(xiàn)，并將其與其當(dāng)前分布之外的表現(xiàn)進(jìn)行比較，這至關(guān)重要?！?/p>

來自華中農(nóng)業(yè)大學(xué)的信息，該校魚類遺傳育種與繁育實(shí)驗(yàn)室沈志剛副教授團(tuán)隊(duì)發(fā)表了一項(xiàng)研究成果。該研究以黃顙魚為研究對(duì)象，揭示了全球變暖背景下持續(xù)上升的高溫環(huán)境，將通過削弱種群繁殖力，而對(duì)性別分化熱敏魚類的種群維持產(chǎn)生潛在威脅。

全球溫度升高已成為不爭(zhēng)的事實(shí)，全球表面平均溫度在以每10年提升0.19℃的速度增長(zhǎng)，這可能在未來百年內(nèi)導(dǎo)致數(shù)千種物種滅絕。魚類作為低等脊椎動(dòng)物，物種數(shù)量多，生境分布廣，其性別分化最具多樣性和復(fù)雜性。

目前，普遍接受的觀點(diǎn)是，雌雄異體魚類的性別是由遺傳、環(huán)境或兩者的相互作用決定。據(jù)報(bào)道，環(huán)境應(yīng)激包括極端溫度、種群密度、明亮的背景顏色、低溶氧、非中性pH值和食物豐度質(zhì)量低等所有環(huán)境應(yīng)激源，普遍性導(dǎo)致魚類雄性化或種群雄性比例增加。因此，全球環(huán)境變暖可能通過改變性別分化方向，打破種群有效性別比例，從而間接推動(dòng)熱敏魚類物種滅絕。

沈志剛團(tuán)隊(duì)前期研究發(fā)現(xiàn)，黃顙魚的性別由遺傳和環(huán)境相互作用決定，高溫能誘導(dǎo)部分XX遺傳型雌性個(gè)體雄性化，是研究環(huán)境與性別分化關(guān)聯(lián)的極好對(duì)象。

該研究通過3個(gè)方面表明全球變暖（高溫環(huán)境）會(huì)削弱熱敏硬骨魚物種種群持續(xù)性。首先，沈志剛團(tuán)隊(duì)建立多個(gè)黃顙魚家系，將不同家系幼魚在性別分化溫度敏感時(shí)期暴露于高溫環(huán)境，模擬極端升溫氣候。通過性別特異性分子標(biāo)記與性腺組織學(xué)分析，確定了高溫普遍誘導(dǎo)各家系XX遺傳型雌魚雄性化，但存在明顯的家系差異。

其次，通過性腺組織學(xué)和計(jì)算機(jī)輔助精子分析系統(tǒng)，確定了XX偽雄魚繁殖性能顯著低于正常XY雄魚。最后，團(tuán)隊(duì)將XX與XY遺傳型個(gè)體暴露于環(huán)境脅迫中（包括高溫、寄生蟲和低氧脅迫），發(fā)現(xiàn)XY遺傳型在環(huán)境脅迫下表現(xiàn)出更低的存活率。

此外，該研究還結(jié)合數(shù)學(xué)模型，預(yù)測(cè)了性別分化熱敏魚類在全球變暖大背景下種群性比的變化規(guī)律。

綜上所述，全球變暖引發(fā)的高溫脅迫將從誘導(dǎo)XX遺傳型雌魚雄性化、削弱XX偽雄魚生殖性能和導(dǎo)致XY遺傳型雄性特異性高死亡率三方面，使性別分化熱敏性硬骨魚類物種長(zhǎng)期處于潛在的生存威脅之中。

◎ 來源|綜合 澎湃新聞 科技日?qǐng)?bào)