A all anifeiliaid, planhigion a ffyngau addasu i newid hinsawdd?

gan Anja Marie Westram

Mae anifeiliaid ysglyfaethus yn amddiffyn eu hunain rhag ysglyfaethwyr trwy ddefnyddio lliwiau cuddliw. Gall pysgod symud yn gyflym yn y dŵr oherwydd eu siâp hirgul. Mae planhigion yn defnyddio arogleuon i ddenu pryfed peillio: mae addasiadau bodau byw i'w hamgylchedd yn hollbresennol. Mae addasiadau o'r fath yn cael eu pennu yng ngenynnau'r organeb ac yn codi trwy brosesau esblygiadol dros genedlaethau - yn wahanol i lawer o ymddygiadau, er enghraifft, nid ydynt yn cael eu dylanwadu'n ddigymell gan yr amgylchedd dros gwrs bywyd. Mae amgylchedd sy'n newid yn gyflym felly yn arwain at “gamaddasu”. Yna nid yw ffisioleg, lliw neu strwythur y corff bellach yn addasu i'r amgylchedd, fel bod atgenhedlu a goroesi yn fwy anodd, mae maint y boblogaeth yn lleihau a gall y boblogaeth farw allan hyd yn oed.

Mae'r cynnydd a wnaed gan ddyn mewn nwyon tŷ gwydr yn yr atmosffer yn newid yr amgylchedd mewn sawl ffordd. A yw hyn yn golygu nad yw llawer o boblogaethau bellach wedi addasu'n dda ac y byddant yn diflannu? Neu a all bodau byw addasu i'r newidiadau hyn hefyd? Felly, dros ychydig o genedlaethau, a fydd anifeiliaid, planhigion a ffyngau yn dod i'r amlwg sy'n gallu ymdopi'n well, er enghraifft, â gwres, sychder, asideiddio cefnforol neu lai o orchudd iâ o gyrff dŵr ac a all felly oroesi newid hinsawdd yn dda?

Mae rhywogaethau'n dilyn yr hinsawdd y maent eisoes wedi addasu iddi ac yn darfod yn lleol

Mewn gwirionedd, mae arbrofion labordy wedi dangos y gall poblogaethau o rai rhywogaethau addasu i amodau newidiol: mewn arbrawf yn y Vetmeduni Fienna, er enghraifft, dodwyodd pryfed ffrwythau lawer mwy o wyau ar ôl ychydig dros 100 cenhedlaeth (dim amser hir, wrth i bryfed ffrwythau atgenhedlu). yn gyflym) o dan dymheredd cynnes ac wedi newid eu metaboledd (Barghi et al., 2019). Mewn arbrawf arall, roedd cregyn gleision yn gallu addasu i ddŵr mwy asidig (Bitter et al., 2019). A sut olwg sydd arno ym myd natur? Yno hefyd, mae rhai poblogaethau yn dangos tystiolaeth o addasu i amodau hinsoddol newidiol. Mae adroddiad Gweithgor II yr IPCC (Panel Rhynglywodraethol ar Newid Hinsawdd) yn crynhoi'r canlyniadau hyn ac yn pwysleisio bod y patrymau hyn wedi'u canfod yn bennaf mewn pryfed, sydd, er enghraifft, yn dechrau eu “gwyliau gaeaf” yn ddiweddarach fel addasiad i hafau hirach (Pörtner et al., 2022).

Yn anffodus, mae astudiaethau gwyddonol yn awgrymu fwyfwy bod addasu esblygiadol (digonol) i'r argyfwng hinsawdd yn debygol o fod yn eithriad yn hytrach na'r rheol. Mae ardaloedd dosbarthiad nifer o rywogaethau yn symud i uchderau uwch neu tuag at y pegynau, fel y crynhoir hefyd yn adroddiad yr IPCC (Pörtner et al., 2022). Felly mae'r rhywogaeth yn “dilyn” yr hinsawdd y maent eisoes wedi addasu iddi. Yn aml nid yw poblogaethau lleol sydd ar gyrion cynhesach yr amrediad yn addasu ond yn mudo neu'n marw allan. Mae astudiaeth yn dangos, er enghraifft, bod gan 47% o’r 976 o rywogaethau o anifeiliaid a phlanhigion a ddadansoddwyd (yn ddiweddar) boblogaethau diflanedig sydd ar gyrion cynhesach yr ystod (Wiens, 2016). Gall rhywogaethau lle nad yw symudiad digonol yn yr ardal ddosbarthu - er enghraifft oherwydd bod eu dosbarthiad wedi'i gyfyngu i lynnoedd neu ynysoedd unigol - hefyd yn marw'n llwyr. Un o'r rhywogaethau cyntaf y profwyd iddo ddiflannu oherwydd yr argyfwng hinsawdd yw'r Llygoden Fawr Cynffon Fryslyd Cay: dim ond ar ynys fechan yn y Great Barrier Reef y daethpwyd o hyd iddi ac ni allai osgoi llifogydd dro ar ôl tro a newidiadau yn ymwneud â llystyfiant yn ymwneud â'r hinsawdd. (Waller et al., 2017).

Ar gyfer y rhan fwyaf o rywogaethau, mae addasu digonol yn annhebygol

Ni ellir rhagweld yn fanwl faint o rywogaethau fydd yn gallu addasu'n ddigonol i gynhesu byd-eang cynyddol ac asideiddio cefnforol a faint fydd yn diflannu (yn lleol). Ar y naill law, mae'r rhagolygon hinsawdd eu hunain yn destun ansicrwydd ac yn aml ni ellir eu gwneud ar raddfa ddigon bach. Ar y llaw arall, er mwyn gwneud rhagfynegiad ar gyfer poblogaeth neu rywogaeth, byddai'n rhaid i un fesur ei amrywiaeth genetig sy'n berthnasol i addasu hinsawdd - ac mae hyn yn anodd hyd yn oed gyda dilyniannu DNA drud neu arbrofion cymhleth. Fodd bynnag, rydym yn gwybod o fioleg esblygiadol bod addasu digonol yn annhebygol ar gyfer llawer o boblogaethau:

• Mae addasu cyflym yn gofyn am amrywiaeth genetig. O ran yr argyfwng hinsawdd, mae amrywiaeth genetig yn golygu bod unigolion yn y boblogaeth wreiddiol, er enghraifft, yn ymdopi'n wahanol â thymheredd uchel oherwydd gwahaniaethau genetig. Dim ond os yw'r amrywiaeth hwn yn bresennol y gall unigolion sydd wedi'u haddasu'n gynnes gynyddu yn y boblogaeth yn ystod cynhesu. Mae amrywiaeth genetig yn dibynnu ar lawer o ffactorau – er enghraifft maint y boblogaeth. Mae gan rywogaethau y mae eu hamrediad naturiol yn cynnwys cynefinoedd sy’n wahanol yn hinsoddol fantais: gall amrywiadau genetig o boblogaethau sydd eisoes wedi’u haddasu’n gynnes gael eu “cludo” i ardaloedd cynhesach a helpu poblogaethau sydd wedi’u haddasu’n oer i oroesi. Ar y llaw arall, pan fydd newidiadau yn yr hinsawdd yn arwain at amodau nad oes unrhyw boblogaeth o'r rhywogaeth wedi addasu iddynt eto, yn aml nid oes digon o amrywiaeth genetig defnyddiol - dyma'n union beth sy'n digwydd yn yr argyfwng hinsawdd, yn enwedig ar ymylon cynhesach ardaloedd dosbarthu ( Pörtner et al., 2022).
• Mae addasu amgylcheddol yn gymhleth. Mae newid yn yr hinsawdd ei hun yn aml yn gosod gofynion lluosog (newidiadau mewn tymheredd, dyodiad, amlder stormydd, gorchudd iâ ...). Mae effeithiau anuniongyrchol hefyd: mae'r hinsawdd hefyd yn effeithio ar rywogaethau eraill yn yr ecosystem, er enghraifft ar argaeledd planhigion porthiant neu nifer yr ysglyfaethwyr. Er enghraifft, mae llawer o rywogaethau coed nid yn unig yn agored i fwy o sychder, ond hefyd i fwy o chwilod rhisgl, gan fod yr olaf yn elwa o gynhesrwydd ac yn cynhyrchu mwy o genedlaethau'r flwyddyn. Mae coed sydd eisoes wedi'u gwanhau yn cael eu rhoi dan straen ychwanegol. Yn Awstria, er enghraifft, mae hyn yn effeithio ar sbriws (Netherer et al., 2019). Po fwyaf o heriau gwahanol y mae'r argyfwng hinsawdd yn eu cyflwyno, y lleiaf tebygol o addasu'n llwyddiannus.
• Mae'r hinsawdd yn newid yn rhy gyflym oherwydd dylanwadau dynol. Mae llawer o addasiadau a welwn ym myd natur wedi codi dros filoedd neu filiynau o genedlaethau – mae’r hinsawdd, ar y llaw arall, ar hyn o bryd yn newid yn sylweddol o fewn ychydig ddegawdau yn unig. Mewn rhywogaethau sydd ag amser cenhedlaeth fer (h.y. yn atgenhedlu’n gyflym), mae esblygiad yn digwydd yn gymharol gyflym. Gallai hyn esbonio’n rhannol pam y canfuwyd addasiadau i newid hinsawdd anthropogenig yn aml mewn pryfed. Mewn cyferbyniad, mae rhywogaethau mawr, sy'n tyfu'n araf, fel coed, yn aml yn cymryd blynyddoedd lawer i atgenhedlu. Mae hyn yn ei gwneud hi'n anodd iawn cadw i fyny â newid hinsawdd.
• Nid yw addasu yn golygu goroesi. Mae’n bosibl iawn bod poblogaethau wedi addasu i newidiadau hinsawdd i raddau – er enghraifft, gallant oroesi tonnau gwres yn well heddiw na chyn y chwyldro diwydiannol – heb i’r addasiadau hyn fod yn ddigon i oroesi cynhesu o 1,5, 2 neu 3°C yn y tymor hir. Yn ogystal, mae'n bwysig bod addasu esblygiadol bob amser yn golygu mai ychydig o epil sydd gan unigolion sydd wedi addasu'n wael neu'n marw heb epil. Os yw hyn yn effeithio ar ormod o unigolion, efallai y bydd y goroeswyr wedi'u haddasu'n well - ond efallai y bydd y boblogaeth yn dal i grebachu cymaint nes ei bod yn marw yn hwyr neu'n hwyrach.
• Nid yw rhai newidiadau amgylcheddol yn caniatáu ar gyfer addasiadau cyflym. Pan fydd cynefin yn newid yn sylfaenol, mae addasu yn annirnadwy. Ni all poblogaethau pysgod addasu i fywyd mewn llyn sych, ac ni all anifeiliaid tir oroesi os bydd eu cynefin dan ddŵr.
• Dim ond un o sawl bygythiad yw’r argyfwng hinsawdd. Mae addasu yn mynd yn anoddach po leiaf yw'r poblogaethau, y mwyaf darniog yw'r cynefin, a'r mwyaf o newidiadau amgylcheddol sy'n digwydd ar yr un pryd (gweler uchod). Mae bodau dynol yn gwneud prosesau addasu hyd yn oed yn fwy anodd trwy hela, dinistrio cynefinoedd a llygredd amgylcheddol.

Beth ellir ei wneud ynghylch difodiant?

Beth ellir ei wneud pan nad oes gobaith y bydd y rhan fwyaf o rywogaethau'n addasu'n llwyddiannus? Go brin y bydd modd atal difodiant poblogaethau lleol - ond o leiaf gall mesurau amrywiol wrthweithio colli rhywogaethau cyfan a chrebachu ardaloedd dosbarthu (Pörtner et al., 2022). Mae ardaloedd gwarchodedig yn bwysig i warchod rhywogaethau lle maent wedi addasu'n dda ac i gadw'r amrywiaeth genetig sy'n bodoli eisoes. Mae hefyd yn bwysig cysylltu gwahanol boblogaethau rhywogaeth fel bod amrywiadau genetig wedi'u haddasu'n gynnes yn gallu lledaenu'n hawdd. At y diben hwn, mae “coridorau” naturiol yn cael eu sefydlu sy'n cysylltu cynefinoedd addas. Gall hwn fod yn wrych sy'n cysylltu gwahanol glystyrau o goed neu ardaloedd gwarchodedig mewn ardal amaethyddol. Mae’r dull o fynd ati i gludo unigolion o boblogaethau dan fygythiad i ardaloedd (e.e. ar uchderau uwch neu lledredau uwch) lle maent wedi addasu’n well ychydig yn fwy dadleuol.

Fodd bynnag, ni ellir amcangyfrif canlyniadau'r holl fesurau hyn yn fanwl gywir. Er y gallant helpu i gynnal poblogaethau unigol a rhywogaethau cyfan, mae pob rhywogaeth yn ymateb yn wahanol i newid yn yr hinsawdd. Mae amrediadau'n newid mewn gwahanol ffyrdd ac mae rhywogaethau'n cyfarfod mewn cyfuniadau newydd. Gall rhyngweithiadau fel cadwyni bwyd newid yn sylfaenol ac yn anrhagweladwy. Y ffordd orau o warchod bioamrywiaeth a'i buddion amhrisiadwy i ddynoliaeth yn wyneb yr argyfwng hinsawdd o hyd yw brwydro yn erbyn yr argyfwng hinsawdd ei hun yn effeithiol ac yn gyflym.

Llenyddiaeth

Barghi, N., Tobler, R., Nolte, V., Jakšić, AM, Hwyaid Gwyllt, F., Otte, KA, Dolezal, M., Taus, T., Kofler, R., & Schlötterer, C. (2019 ). Mae diswyddo genetig yn tanio addasu polygenig yn Drosophila. PLoS Bioleg, 17(2), e3000128. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000128

Chwerw, MC, Kapsenberg, L., Gattuso, J.-P., & Pfister, CA (2019). Mae amrywiad genetig sefydlog yn ysgogi addasu cyflym i asideiddio cefnforol. Cyfathrebu Natur, 10(1), Article 1. https://doi.org/10.1038/s41467-019-13767-1

Netherer, S., Panassiti, B., Pennerstorfer, J., & Matthews, B. (2019). Mae sychder acíwt yn sbardun pwysig i bla chwilod rhisgl ar glystyrau sbriws Norwy yn Awstria. Ffiniau mewn Coedwigoedd a Newid Byd-eang, 2. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/ffgc.2019.00039

Pörtner, H.-O., Roberts, DC, Tignor, MMB, Poloczanska, ES, Mintenbeck, K., Alegría, A., Craig, M., Langsdorf, S., Löschke, S., Möller, V., Okem, A., & Rama, B. (Gol.). (2022). Newid yn yr Hinsawdd 2022: Effeithiau, Addasu a Bregusrwydd. Cyfraniad Gweithgor II i Chweched Adroddiad Asesu'r Panel Rhynglywodraethol ar Newid Hinsawdd.

Waller, NL, Gynther, IC, Freeman, AB, Lavery, TH, Leung, LK-P., Waller, NL, Gynther, IC, Freeman, AB, Lavery, TH, & Leung, LK-P. (2017). Melomys The Bramble Cay Melomys rubicola (Rodentia: Muridae): Difodiant mamalaidd cyntaf a achoswyd gan newid hinsawdd a achosir gan ddyn? Ymchwil Bywyd Gwyllt, 44(1), 9–21. https://doi.org/10.1071/WR16157

Wiens, J.J. (2016). Mae difodiant lleol sy'n gysylltiedig â'r hinsawdd eisoes yn gyffredin ymhlith rhywogaethau planhigion ac anifeiliaid. PLoS Bioleg, 14(12), e2001104. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2001104