Жаныбарлар, өсүмдүктөр жана козу карындар климаттын өзгөрүшүнө ыңгайлаша алабы?

Анжа Мари Вестрам тарабынан

Жырткыч жаныбарлар камуфляждык түстөрдү колдонуу менен өздөрүн жырткычтардан коргойт. Балыктар узун формага ээ болгондуктан сууда тез кыймылдайт. Өсүмдүктөр чаңдашуучу курт-кумурскаларды өзүнө тартуу үчүн жыттарды колдонушат: тирүү жандыктардын айлана-чөйрөгө ыңгайлашуусу бардык жерде болот. Мындай адаптациялар организмдин гендеринде аныкталат жана муундар бою эволюциялык процесстер аркылуу пайда болот – көп жүрүм-турумдардан айырмаланып, мисалы, алар жашоонун жүрүшүндө стихиялуу түрдө айлана-чөйрөнүн таасирине кабылбайт. Тез өзгөрүп турган чөйрө, демек, "адаптацияга" алып келет. Андан кийин физиология, түс же дене түзүлүшү айлана-чөйрөгө ыңгайлашпай калгандыктан, көбөйүү жана жашоо кыйындайт, популяциянын саны азайып, ал тургай популяция өлүп калышы мүмкүн.

Атмосферадагы парник газдарынын техногендик көбөйүшү айлана-чөйрөнү көп жагынан өзгөртүп жатат. Бул көптөгөн популяциялар жакшы ыңгайлашпай калган жана жок болуп кетет дегенди билдиреби? Же тирүү жандыктар да бул өзгөрүүлөргө ыңгайлаша алабы? Ошентип, бир нече муундун ичинде, мисалы, ысыкка, кургакчылыкка, океандын кычкылданышына же муз катмарынын азайышына туруштук бере алган жаныбарлар, өсүмдүктөр жана козу карындар пайда болуп, климаттын өзгөрүшүнө жакшы туруштук бере алабы?

Түрлөр өздөрү ыңгайлашкан климатка ээрчип, жергиликтүү түрдө жок болуп кетишет

Чындыгында, лабораториялык эксперименттер кээ бир түрлөрдүн популяциялары өзгөрүлүүчү шарттарга ыңгайлаша аларын көрсөттү: мисалы, Ветмедуни Венадагы экспериментте мөмө чымындары 100 муундан бир аз ашык убакыт өткөндөн кийин (көп убакыт эмес, мөмө чымындары көбөйгөндөн кийин) кыйла көбүрөөк жумуртка таштаган. тез) жылуу температурада жана алардын метаболизмин өзгөрткөн (Barghi et al., 2019). Дагы бир экспериментте мидиялар кислоталуураак сууга ыңгайлаша алышкан (Bitter et al., 2019). Ал эми табиятта кандай көрүнөт? Ал жерде да кээ бир популяциялар өзгөрүп жаткан климаттык шарттарга көнүү далилдерин көрсөтүшөт. IPCC (Климаттын өзгөрүшү боюнча өкмөттөр аралык комиссия) II жумушчу тобунун отчетунда бул жыйынтыктар жалпыланган жана бул моделдер, мисалы, узак жайларга ыңгайлашуу катары “кышкы эс алуусун” кийинчерээк башташкан курт-кумурскаларда табылганы баса белгиленет (Пөртнер). ж.б., 2022).

Тилекке каршы, илимий изилдөөлөр барган сайын климаттык кризиске (жетиштүү) эволюциялык ыңгайлашуу эреже эмес, өзгөчө болуп калышы мүмкүн деп болжолдойт. Көптөгөн түрлөрдүн таралуу аймактары IPCC отчетунда жалпылангандай, бийиктикке же уюлдарга карай жылып жатат (Pörtner et al., 2022). Түрлөр өздөрү ыңгайлашкан климатты "ээрчишет". Ареалдын жылуу четиндеги жергиликтүү популяциялар көбүнчө адаптацияланбай, көчүп же өлүп калышат. Изилдөө көрсөткөндөй, мисалы, анализделген 47 жаныбар жана өсүмдүк түрүнүн 976%ы (жакында) диапазонун жылуу четинде тукум курут болгон популяцияга ээ (Wiens, 2016). Тартуу зонасында жетишээрлик жылыш мүмкүн болбогон түрлөр – мисалы, алардын таралышы айрым көлдөр же аралдар менен чектелгендиктен – дагы толугу менен өлүшү мүмкүн. Климаттык кризистен улам тукум курут болуп кеткен биринчи түрлөрдүн бири – Брамбл Кей мозаика куйруктуу келемиштер: ал Улуу Тосмо рифиндеги кичинекей аралда гана табылган жана кайра-кайра суу ташкындарынан жана климатка байланыштуу өсүмдүктөрдүн өзгөрүүсүнөн кутула алган эмес. (Waller et al., 2017).

Көпчүлүк түрлөр үчүн жетиштүү көнүү мүмкүн эмес

Канча түр глобалдык жылуулуктун жогорулашына жана океандын кычкылданышына жетиштүү көнүп кете алат жана канчасы (жергиликтүү түрдө) жок болуп кетерин так айтуу мүмкүн эмес. Бир жагынан алганда, климаттык божомолдор өздөрү белгисиздикке дуушар болушат жана көп учурда жетишерлик кичинекей масштабда жасалышы мүмкүн эмес. Башка жагынан алганда, популяция же түр боюнча болжолдоо үчүн, анын генетикалык ар түрдүүлүгүн климаттын ыңгайлашуусуна өлчөө керек болот - бул кымбат баалуу ДНК секвенциясы же татаал эксперименттер менен да кыйын. Бирок, эволюциялык биологиядан биз көптөгөн популяциялар үчүн жетиштүү көнүү мүмкүн эмес экенин билебиз:

• Тез адаптация генетикалык ар түрдүүлүктү талап кылат. Климаттык кризиске келсек, генетикалык ар түрдүүлүк, мисалы, баштапкы популяциядагы индивиддер генетикалык айырмачылыктардан улам жогорку температурага ар кандай туруштук берерин билдирет. Бул ар түрдүүлүк болгондо гана жылууга ыңгайлашкан индивиддер жылынуу учурунда калктын саны көбөйүшү мүмкүн. Генетикалык ар түрдүүлүк көптөгөн факторлордон көз каранды – мисалы, популяциянын көлөмү. Табигый ареалы климаттык жактан ар түрдүү жашоо чөйрөсүн камтыган түрлөрдүн артыкчылыгы бар: буга чейин эле жылууга ыңгайлашкан популяциялардын генетикалык варианттары жылуураак аймактарга «ташып» кетиши мүмкүн жана суукка ыңгайлашкан популяциялардын аман калышына жардам берет. Башка жагынан алып караганда, климаттын өзгөрүшү түрдүн бир дагы популяциясы ыңгайлаша элек шарттарга алып келгенде, көп учурда пайдалуу генетикалык ар түрдүүлүк жетишсиз – климаттык кризисте дал ушундай болот, өзгөчө таралуу аймактарынын жылуу четинде ( Pörtner et al., 2022).
• Айлана-чөйрөгө ыңгайлашуу татаал. Климаттын өзгөрүшү көп учурда бир нече талаптарды (температуранын, жаан-чачындын, бороондун жыштыгынын өзгөрүшү, муз катмарынын…) коет. Кыйыр таасирлери да бар: климат экосистемадагы башка түрлөргө да таасирин тийгизет, мисалы, тоют өсүмдүктөрүнүн болушуна же жырткычтардын санына. Мисалы, көптөгөн дарак түрлөрү көбүрөөк кургакчылыкка гана дуушар болбостон, кабык коңуздарына да көбүрөөк дуушар болушат, анткени алар жылуулуктан пайда алып, жылына көбүрөөк муундарды беришет. Ансыз да алсырап калган бак-дарактарды кошумча күчкө салып коюшат. Мисалы, Австрияда бул карагайга таасир этет (Netherer et al., 2019). Климаттык кризис канчалык көп түрдүү кыйынчылыктарды жаратса, ийгиликтүү адаптация ошончолук азыраак болот.
• Климат адамдын таасиринен улам өтө тез өзгөрүүдө. Табиятта биз байкаган көптөгөн адаптациялар миңдеген же миллиондогон муундар бою пайда болгон - климат, экинчи жагынан, учурда бир нече ондогон жылдар ичинде кескин өзгөрүп жатат. Кыска генерациялык убакытка ээ (б.а. тез көбөйө турган) түрлөрдө эволюция салыштырмалуу тез жүрөт. Бул жарым-жартылай антропогендик климаттын өзгөрүшүнө ыңгайлашуу көбүнчө курт-кумурскаларда табылганын түшүндүрө алат. Ал эми дарактар ​​сыяктуу чоң, жай өсүүчү түрлөрдүн көбөйүшү көп жылдарды талап кылат. Бул климаттын өзгөрүшүнө туруштук берүүнү абдан кыйындатат.
• Адаптация жашоо дегенди билдирбейт. Популяциялар климаттын өзгөрүшүнө белгилүү бир деңгээлде ыңгайлашкан болушу мүмкүн - мисалы, алар бүгүн өнөр жай революциясына чейинкиге караганда ысык толкундарга жакшыраак туруштук бере алышат - бул адаптациялар узак мөөнөттүү келечекте 1,5, 2 же 3°C жылынууга жетишсиз. Кошумчалай кетсек, эволюциялык адаптация дайыма начар адаптацияланган инсандардын тукуму аз болушу же тукумсуз өлүү дегенди билдирет. Бул өтө көп адамдарга таасир этсе, аман калгандар жакшыраак көнүшү мүмкүн, бирок популяция дагы эле азайып, эртеби-кечпи өлүп калышы мүмкүн.
• Кээ бир экологиялык өзгөрүүлөр тез жөнгө салууга жол бербейт. Жашоо чөйрөсү түп-тамырынан бери өзгөргөндө, адаптация акылга сыйбайт. Балык популяциясы кургак көлдөгү жашоого ыңгайлаша албайт, ал эми алардын жашаган жерин суу каптап кетсе, кургактагы жаныбарлар жашай албайт.
• Климаттык кризис бир нече коркунучтардын бири гана. Популяциялар азайган сайын, жашоо чөйрөсү майдаланган сайын адаптация кыйындайт жана ошол эле учурда экологиялык өзгөрүүлөр ошончолук көп болот (жогоруда караңыз). Аңчылык, жашоо чөйрөсүн бузуу жана айлана-чөйрөнү булгоо аркылуу адамдар адаптация процесстерин ого бетер кыйындатып жатышат.

Жок кылуу үчүн эмне кылса болот?

Көпчүлүк түрлөр ийгиликтүү ыңгайлашат деген үмүт жок болгондо эмне кылса болот? Жергиликтүү популяциялардын жок болушун алдын алуу кыйынга турат, бирок, жок эле дегенде, ар кандай чаралар бүт түрлөрдүн жоголушуна жана таралуу аймактарынын кыскарышына каршы тура алат (Pörtner et al., 2022). Коргоого алынган аймактар ​​жакшы ыңгайлашкан түрлөрдү сактоо жана учурдагы генетикалык ар түрдүүлүктү сактоо үчүн маанилүү. Ошондой эле бир түрдүн ар кандай популяцияларын бириктирүү маанилүү, ошондуктан жылуу ыңгайлаштырылган генетикалык варианттар оңой жайылып кетиши мүмкүн. Бул максатта ылайыктуу жашоо чөйрөлөрүн бириктирүүчү табигый «коридорлор» түзүлүүдө. Бул айыл чарба аймагындагы ар кандай дарактарды же корголуучу аймактарды бириктирген тосмо болушу мүмкүн. Жеке адамдарды коркунуч алдында турган популяциялардан алар жакшы ыңгайлашкан аймактарга (мисалы, бийиктикте же бийик кеңдиктерде) активдүү ташуу ыкмасы бир аз талаштуу.

Бирок, бардык бул чаралардын кесепеттерин так баалоо мүмкүн эмес. Алар жеке популяцияларды жана бүтүндөй түрлөрдү сактоого жардам берсе да, ар бир түр климаттын өзгөрүшүнө ар кандай жооп берет. Арал ар кандай жолдор менен жылып, түрлөр жаңы айкалыштарда кездешет. Тамак-аш чынжырлары сыяктуу өз ара аракеттенүүлөр түп-тамырынан бери жана күтүүсүз өзгөрүшү мүмкүн. Климаттык кризистин шартында биологиялык ар түрдүүлүктү жана анын адамзат үчүн баа жеткис пайдасын сактап калуунун эң мыкты жолу бул дагы эле климаттык кризистин өзү менен натыйжалуу жана тез күрөшүү.

Literatur

Барги, Н., Тоблер, Р., Нолте, В., Жакшич, А.М., Маллард, Ф., Отте, К.А., Долезал, М., Таус, Т., Кофлер, Р., Шлёттерер, С. (2019) ). Генетикалык ашыкча полигендик адаптацияны күйгүзөт Drosophila. PLoS Biology, 17(2), e3000128. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000128

Bitter, MC, Kapsenberg, L., Gattuso, J.-P., & Pfister, CA (2019). Туруктуу генетикалык вариация океандын кычкылдануусуна тез ыңгайлашууга түрткү берет. Nature Communications, 10(1), Article 1. https://doi.org/10.1038/s41467-019-13767-1

Netherer, S., Panassiti, B., Pennerstorfer, J., & Matthews, B. (2019). Катуу кургакчылык Австриянын Норвегиялык карагай бактарында кабык коңуздарынын инвазиясынын маанилүү фактору болуп саналат. Токойлордогу чек аралар жана глобалдык өзгөрүүлөр, 2. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/ffgc.2019.00039

Портнер, Х.-О., Робертс, Д.С., Тигнор, MMB, Полокзанска, ES, Минтенбек, К., Алегрия, А., Крейг, М., Лангсдорф, С., Лошке, С., Моллер, В., Окем, А. жана Рама, Б. (ред.). (2022). Климаттын өзгөрүшү 2022: таасирлери, адаптация жана аялуу. Климаттын өзгөрүүсү боюнча өкмөттөр аралык комиссиянын алтынчы баа берүү отчетуна II жумушчу топтун салымы.

Waller, NL, Gynther, IC, Freeman, AB, Lavery, TH, Leung, LK-P., Waller, NL, Gynther, IC, Freeman, AB, Lavery, TH, & Leung, LK-P. (2017). The Bramble Cay melomys Melomys rubicola (Rodentia: Muridae): Климаттын өзгөрүшү менен шартталган биринчи сүт эмүүчүлөрдүн жок болушу? Жапайы жаратылышты изилдөө, 44(1), 9–21. https://doi.org/10.1071/WR16157

Wiens, J.J. (2016). Климатка байланыштуу локалдык жок болуу өсүмдүктөр жана жаныбарлар түрлөрүнүн арасында кеңири таралган. PLoS Biology, 14(12), e2001104. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2001104