陸地上的生命:動物和植物能在氣候變化中生存嗎?

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更新於: 2020年12月14日13:23:03 格林威治標準時間

我們現在知道,世界各地的動物、植物和其他物種正在面臨滅絕的危機–而氣候變化正是一個巨大的威脅。所以物種可以如何生存呢?

他們有三個選擇:

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三種適應方式

靈活的看待

所有物種都進化出了「適應性」–一種可以幫助他們在環境中生存的特徵,這些可能跟他們的行為、身體部位或身體內發生的事情有關。

所有這些都可以!但是反應的快慢取決於適應的類型。

行為的變化通常是最快的,它有助於防止體溫在熱浪中 變得更高,否則便會殺死動物。行為上的溫度調節對於冷血動物尤其重要(比如爬行動物),因為他們依靠周圍的環境調節自身溫度

其他的行為也會在洪水或野火中幫助保護生物–像是棉鼠,它們會呼喊並帶它們的幼崽離開火源

身體變化也很重要。像是我們在「滅絕」章節提到的,海水淹沒陸地會讓土地變得更鹹,從而使植物脫水 。有能力調節內部液體的植物可以更好地適應愈加頻繁的洪澇

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適應更鹹的環境

遷移

全球變暖2°C很可能意味著我們陸地的5-20%將變成完全不同類型的生態系統家園,為什麼?

氣候驅動的溫度變化和降雨會影響一個地區的生物生長,這會改變該地物種生存的種類。野生動物的其中一個應對方法是遷移(移動)到更合適的棲息地。

物種通常會向兩極的方向遷移(每10年17公里)或向山上遷移(每10年11米)來尋求更涼爽的氣溫。但這只是平均值–很多物種的遷移速度比這緩慢

Image of 動物遷徙

動物遷徙

但是物種移動的速度可以足夠快嗎?而且他們是否有合適的去處?有一些障礙會阻止群體迅速且有效率的遷移,例如:

Image of 有些物種已經<strong>無路可去</strong>,當他們已經到山頂,困在島嶼或在兩極。

有些物種已經無路可去,當他們已經到山頂,困在島嶼或在兩極

Image of 地理上的障礙,像是大量的水體或者人類用地(像農田和公路)分開了合適的遷徙路徑。

地理上的障礙,像是大量的水體或者人類用地(像農田和公路)分開了合適的遷徙路徑

Image of 像是身體形狀,能量水平和運輸方式都會影響運動速度!

像是身體形狀,能量水平和運輸方式都會影響運動速度

在時間中遷移 (時間旅行?!)

甚至一些沒有直接受到氣候變化影響的動物也可能被迫遷徙,這是為了讓他們能夠保持與他們賴以生存的生物的互動

但是當它們依賴的物種不僅在空間上遷移,也同樣在時間上遷移時,事情變得更加複雜了

氣候變化導致的氣溫升高使春季來得更早了

一些物種會提早做準備來應對,像是築巢、繁衍和遷徙,嘗試去配合更早到來的食物

如果物種之間需要互動的時間與空間匹配,那會有一個大問題。當一個物種 的季節提示受到影響時,這會對在同一個生態系統中的其他物種產生連鎖反應

例如,為了配合食物變化而改變的斑姬鹟種群比不作出改變的種群要生存得更好!

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適應更早的春季

當毛毛蟲出現時,捷克共和國的斑姬鹟的繁衍時間沒有荷蘭的斑姬鹟的變化快。這意味著雛鳥孵化時有更少的食物。最後,種群的數量下降了90%

與氣候變化的直接影響不同,大多數氣候變化對野生動物 的負面影響會發生在類似的相互作用裡

嘗試新的事物

物種出現的時間和地點的變化會使他們與不同物種以新的方式互動,這為新的適應力創造了機會。

在北極,由於海冰破碎的時間提前,北極熊平均提前22天到達陸地。現在,這些北極熊遇見了正在孵蛋的雪雁,它們開始吃這些雪雁!這些蛋雖然對北極熊有幫助,但是並沒有海豹好–到2050年,北極熊種群的數量依舊有70%的可能性降低到三分之一

進化

隨著時間的遷移,物種的DNA 可能會發生改變。當新的和有用的基因出現在個體身上時,它們可以在種群中傳播許多代

基因變化也可以影響遷移。中歐的黑頭鶯為了度過溫暖的冬季,通常會遷移到西南部。現在由於氣候變化,英國的冬季變得更溫暖,過去的五十年,基因變化導致了一個新的黑頭鶯種群出現,他們通過更短的路徑向北飛往英國。

Image of 中歐的黑頭鶯的遷徙路徑

中歐的黑頭鶯的遷徙路徑

當然,還有許多其他可能的適應性是上面沒有提到的,科學家仍在研究物種在未來會如何適應。

一些物種也有可能有生物上的限制,從而減慢他們適應性的進化速度:

  • 有更長的生命週期:個體需要很長時間才能達到性成熟,然後繁衍後代。例如,家蠅的生命週期在三個月以下,相較之下,弓頭鯨可以活200年以上
  • 繁衍很少的後代:有用的基因不太可能得以延續下去。
  • 基因改變的速度緩慢:潛在有用的基因需要更長的時間才會出現。

科學家可以通過研究這些和其他特征,去評估哪些物種或種群在氣候變化中有更高的風險。

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不同類群的平均生命週期時間

生物適應的足夠快嗎?

從歷史的角度來說,氣候變化並不是一個嶄新的問題。然而,儘管過去氣候變化的證據顯示野生動物可以適應,但是現在氣候變化的速度比以往任何時候都要快。

不幸的是,要所有物種都可以遷移 得足夠快去跟上預測的溫度變化是不太可能的

全球來說,預測物種每年至少需要移動420米!這比上一個冰河世紀 末氣候變化時物種遷移所需的速度快10倍

生活在某些棲息地的物種需要比其他物種更加迅速地遷移–紅樹林、沙漠和被水淹沒的草地是變化最快的棲息地,而山區的變化最慢

此外,隨著1.5-2°C 的升溫,大多數物種 的棲息地 將會縮小。例如,如果全球變暖2°C,18%的昆蟲的棲息地面積將會比現在減少一半

結論

目前陸地上的生物面臨著很多威脅,氣候變化是非常嚴重的一個。快速的全球暖化可能意味著物種 無法適應或遷徙得足夠迅速來生存。如果我們想要保護生態系統和它們為人類提供的服務,我們必須減慢暖化的步伐。

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