Ĉu bestoj, plantoj kaj fungoj povas adaptiĝi al klimata ŝanĝo?

de Anja Marie Westram

Predbestoj protektas sin kontraŭ predantoj uzante kamuflajn kolorojn. Fiŝoj povas moviĝi rapide en la akvo pro sia longforma formo. Plantoj uzas odorojn por altiri polenajn insektojn: adaptiĝoj de vivantaj estaĵoj al sia medio estas ĉieĉeestas. Tiaj adaptiĝoj estas determinitaj en la genoj de la organismo kaj estiĝas per evoluaj procezoj tra generacioj - male al multaj kondutoj, ekzemple, ili ne estas spontanee influitaj de la medio dum la vivo. Rapide ŝanĝiĝanta medio do kondukas al "maladaptado". Fiziologio, koloro aŭ korpostrukturo tiam ne plu estas adaptitaj al la medio, tiel ke reproduktado kaj supervivo estas pli malfacilaj, la populacio-grandeco malpliiĝas kaj la populacio eĉ povas formorti.

La homfarita pliiĝo de forcej-efikaj gasoj en la atmosfero ŝanĝas la medion multmaniere. Ĉu tio signifas, ke multaj populacioj ne plu estas bone adaptitaj kaj formortos? Aŭ ĉu ankaŭ vivantaj estaĵoj povas adaptiĝi al ĉi tiuj ŝanĝoj? Do, en la daŭro de kelkaj generacioj, ĉu aperos bestoj, plantoj kaj fungoj, kiuj pli bone kapablas elteni ekzemple varmon, sekecon, oceanan acidiĝon aŭ reduktitan glacikovron de akvokorpoj kaj povas do bone travivi klimatan ŝanĝon?

Specioj sekvas la klimaton al kiu ili jam estas adaptitaj kaj loke formortas

Fakte, laboratoriaj eksperimentoj montris, ke populacioj de iuj specioj povas adaptiĝi al ŝanĝiĝantaj kondiĉoj: en eksperimento ĉe la Vetmeduni Vieno, ekzemple, fruktomuŝoj demetis signife pli da ovoj post iom pli ol 100 generacioj (ne longa tempo, ĉar fruktomuŝoj reproduktiĝas). rapide) sub varmaj temperaturoj kaj ŝanĝis ilian metabolon (Barghi et al., 2019). En alia eksperimento, mituloj povis adaptiĝi al pli acida akvo (Bitter et al., 2019). Kaj kiel ĝi aspektas en la naturo? Tie ankaŭ kelkaj populacioj montras signojn de adaptado al ŝanĝiĝantaj klimataj kondiĉoj. La raporto de Laborgrupo II de la IPCC (Interregistara Panelo pri Klimata Ŝanĝo) resumas tiujn rezultojn kaj emfazas, ke tiuj ŝablonoj troviĝis ĉefe ĉe insektoj, kiuj, ekzemple, komencas sian "vintran paŭzon" poste kiel adapto al pli longaj someroj (Pörtner). et al., 2022).

Bedaŭrinde, sciencaj studoj ĉiam pli sugestas ke (sufiĉa) evolua adaptado al la klimata krizo verŝajne estos la escepto prefere ol la regulo. La distribuareoj de multaj specioj ŝanĝas al pli altaj altitudoj aŭ al la polusoj, kiel ankaŭ resumite en la IPCC-raporto (Pörtner et al., 2022). La specioj do "sekvas" la klimaton al kiu ili jam estas adaptitaj. Lokaj populacioj ĉe la pli varma rando de la intervalo ofte ne adaptiĝas sed migras aŭ formortas. Studo montras, ekzemple, ke 47% el la 976 animalaj kaj plantospecioj analizitaj havas (lastatempe) formortintajn populaciojn ĉe la pli varma rando de la teritorio (Wiens, 2016). Specioj por kiuj sufiĉa movo en la distribuareo ne eblas - ekzemple ĉar ilia distribuo estas limigita al unuopaj lagoj aŭ insuloj - povas ankaŭ tute formorti. Unu el la unuaj specioj pruvitaj esti formortintaj pro la klimatkrizo estas la Bramble Cay mozaikvosta rato: ĝi estis nur trovita sur malgranda insulo en la Granda Bariero kaj ne povis eviti ripetajn inundojn kaj klimat-rilatajn vegetaĵarŝanĝojn. (Waller et al., 2017).

Por la plej multaj specioj, sufiĉa adaptado estas neverŝajna

Kiom da specioj povos sufiĉe adaptiĝi al kreskanta mondvarmiĝo kaj oceana acidiĝo kaj kiom multaj formortos (loke) ne estas precize antaŭvidebla. Unuflanke, la klimataj prognozoj mem estas submetitaj al necerteco kaj ofte ne povas esti faritaj en sufiĉe malgranda skalo. Aliflanke, por fari antaŭdiron por populacio aŭ specio, oni devus mezuri ĝian genetikan diversecon rilatan al klimata adapto - kaj tio estas malfacila eĉ kun multekosta DNA-sekvencado aŭ kompleksaj eksperimentoj. Tamen, ni scias de evolua biologio ke sufiĉa adaptado estas neverŝajna por multaj populacioj:

• Rapida adapto postulas genetikan diversecon. Koncerne la klimatan krizon, genetika diverseco signifas, ke individuoj en la origina loĝantaro, ekzemple, malsame traktas altajn temperaturojn pro genetikaj diferencoj. Nur se ĉi tiu diverseco ĉeestas povas varm-adaptitaj individuoj pliiĝi en la populacio dum varmiĝo. Genetika diverseco dependas de multaj faktoroj - ekzemple la grandeco de la populacio. Specioj, kies natura teritorio inkluzivas klimate malsamajn vivejojn, havas avantaĝon: genetikaj variantoj de jam varm-adaptitaj populacioj povas esti "transportitaj" al pli varmaj areoj kaj helpi al malvarmadaptitaj populacioj pluvivi. Aliflanke, kiam klimataj ŝanĝoj kondukas al kondiĉoj al kiuj neniu populacio de la specio ankoraŭ estas adaptita, ofte ne estas sufiĉe utila genetika diverseco - ĝuste tio okazas en la klimata krizo, precipe ĉe la pli varmaj randoj de distribuareoj ( Pörtner et al., 2022).
• Media adapto estas kompleksa. Klimata ŝanĝo mem ofte trudas multoblajn postulojn (ŝanĝoj en temperaturo, precipitaĵo, ŝtormfrekvenco, glacikovraĵo...). Ekzistas ankaŭ nerektaj efikoj: la klimato influas ankaŭ aliajn speciojn en la ekosistemo, ekzemple pri la havebleco de furaĝplantoj aŭ la nombro de predantoj. Ekzemple, multaj arbospecioj estas ne nur elmontritaj al pli granda sekeco, sed ankaŭ al pli da ŝelskaraboj, ĉar ĉi-lastaj profitas el varmo kaj produktas pli da generacioj jare. Arboj jam malfortigitaj estas submetitaj al plia streĉo. En Aŭstrio, ekzemple, tio influas piceon (Netherer et al., 2019). Ju pli malsamaj defioj prezentas la klimata krizo, des malpli verŝajne sukcesa adaptado fariĝas.
• La klimato ŝanĝiĝas tro rapide pro homaj influoj. Multaj adaptiĝoj kiujn ni observas en la naturo ekestis dum miloj aŭ milionoj da generacioj - la klimato, aliflanke, nuntempe draste ŝanĝiĝas ene de nur kelkaj jardekoj. Ĉe specioj kiuj havas mallongan generaciotempon (t.e. reproduktiĝas rapide), evoluo okazas relative rapide. Tio povus parte klarigi kial adaptiĝoj al antropogena klimata ŝanĝo ofte estis trovitaj en insektoj. En kontrasto, grandaj, malrapide kreskantaj specioj, kiel ekzemple arboj, ofte bezonas multajn jarojn por reproduktiĝi. Ĉi tio tre malfacilas daŭrigi kun klimata ŝanĝo.
• Adaptiĝo ne signifas supervivon. Populacioj eble certagrade adaptiĝis al klimataj ŝanĝoj – ekzemple, ili povas travivi varmondojn pli bone hodiaŭ ol antaŭ la industria revolucio – sen ke tiuj adaptiĝoj estu sufiĉaj por postvivi varmiĝon de 1,5, 2 aŭ 3 °C longtempe. Krome, estas grave ke evolua adapto ĉiam signifas ke nebone adaptitaj individuoj havas malmultajn idojn aŭ mortas sen idoj. Se tio influas tro multajn individuojn, la pluvivantoj povas esti pli bone adaptitaj - sed la populacio ankoraŭ povas ŝrumpi tiel multe ke ĝi formortas baldaŭ.
• Iuj mediaj ŝanĝoj ne permesas rapidajn alĝustigojn. Kiam vivejo ŝanĝiĝas fundamente, adaptiĝo estas simple neimagebla. Fiŝpopulacioj ne povas adaptiĝi al vivo en seka lago, kaj terbestoj ne povas pluvivi se ilia vivejo estas inundita.
• La klimata krizo estas nur unu el pluraj minacoj. Adaptado fariĝas pli malfacila ju pli malgrandaj la populacioj, des pli fragmenta la vivejo, kaj des pli da mediaj ŝanĝoj okazas samtempe (vidu supre). Homoj malfaciligas adaptajn procezojn per ĉasado, habitatodetruo kaj media poluado.

Kion oni povas fari pri formorto?

Kion oni povas fari kiam ne ekzistas espero, ke la plej multaj specioj adaptiĝos sukcese? La formorto de lokaj loĝantaroj apenaŭ estos evitebla - sed almenaŭ diversaj rimedoj povas kontraŭstari la perdon de tutaj specioj kaj la ŝrumpadon de distribuareoj (Pörtner et al., 2022). Naturprotektejoj estas gravaj por konservi speciojn kie ili estas bone adaptitaj kaj por konservi ekzistantan genetikan diversecon. Ankaŭ gravas ligi la malsamajn populaciojn de specio tiel ke varm-adaptitaj genetikaj variantoj povu disvastiĝi facile. Tiucele estas starigitaj naturaj "koridoroj", kiuj ligas taŭgajn vivejojn. Ĉi tio povas esti heĝo, kiu ligas malsamajn arbojn aŭ protektitajn areojn en agrikultura areo. La metodo de aktive transporti individuojn de minacataj populacioj al areoj (ekz. en pli altaj altitudoj aŭ pli altaj latitudoj) kie ili estas pli bone adaptitaj estas iom pli kontestata.

Tamen, la sekvoj de ĉiuj ĉi tiuj mezuroj ne povas esti precize taksitaj. Kvankam ili povas helpi konservi individuajn populaciojn kaj tutajn speciojn, ĉiu specio respondas malsame al klimata ŝanĝo. Gamoj ŝanĝiĝas laŭ malsamaj manieroj kaj specioj renkontiĝas en novaj kombinaĵoj. Interagoj kiel nutroĉenoj povas ŝanĝiĝi fundamente kaj neantaŭvideble. La plej bona maniero konservi biodiversecon kaj ĝiajn valoregajn avantaĝojn por la homaro antaŭ la klimata krizo estas ankoraŭ efike kaj rapide kontraŭbatali la klimatan krizon mem.

Literatur

Barghi, N., Tobler, R., Nolte, V., Jakšić, AM, Mallard, F., Otte, KA, Dolezal, M., Taus, T., Kofler, R., & Schlötterer, C. (2019) ). Genetika redundo instigas poligenan adaptadon en Drosophila. PLOS Biologio, 17(2), e3000128. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000128

Bitter, MC, Kapsenberg, L., Gattuso, J.-P., & Pfister, CA (2019). Konstanta genetika vario instigas rapidan adaptadon al oceana acidiĝo. Nature Communications, 10(1), Article 1. https://doi.org/10.1038/s41467-019-13767-1

Netherer, S., Panassiti, B., Pennerstorfer, J., & Matthews, B. (2019). Akuta sekeco estas grava ŝoforo de infestiĝo de skaraboj en aŭstraj norvegiaj piceoj. Limoj en Arbaroj kaj Tutmonda Ŝanĝo, 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., & Ramo, B. (Red.). (2022). Klimata Ŝanĝo 2022: Efikoj, Adaptado kaj Vundebleco. Kontribuo de Laborgrupo II al la Sesa Takso-Raporto de la Interregistara Panelo pri Klimata Ŝanĝo.

Waller, NL, Gynther, IC, Freeman, AB, Lavery, TH, Leung, LK-P., Waller, NL, Gynther, IC, Freeman, AB, Lavery, TH, & Leung, LK-P. (2017). La Melomoj de Bramble Cay Melomys rubicola (Rodentia: Muridae): Unua mamula formorto kaŭzita de hom-induktita klimata ŝanĝo? Esploro pri Faŭno, 44(1), 9–21. https://doi.org/10.1071/WR16157

Wiens, J.J. (2016). Klimatrilataj lokaj formortoj jam estas ĝeneraligitaj inter planto- kaj bestospecioj. PLOS Biologio, 14(12), e2001104. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2001104