Zmiana klimatu: wpływ na plemniki może być kluczem do wyginięcia gatunków
Wong Yu Liang/Shutterstock

Od 1980, coraz częstsze i intensywne fale upałów przyczyniły się do większej liczby zgonów niż jakiekolwiek inne ekstremalne zdarzenie pogodowe. Odciski palców ekstremalnych wydarzeń i zmian klimatycznych są szeroko rozpowszechnione w świecie przyrody, w którym populacje wykazują reakcje na stres.

Typowym odciskiem palca cieplejszego świata jest przesunięcie zasięgu, w którym rozmieszczenie gatunków przemieszcza się na wyższe wysokości lub migruje w kierunku biegunów. Przegląd kilkuset badań znalezionych i średnie przesunięcie 17km w kierunku bieguna i 11 metrów pod górę, co dekadę. Jeśli jednak zmiany temperatury są zbyt intensywne lub prowadzą gatunki do geograficznych ślepych zaułków, w upale dochodzi do lokalnych wymierań.

W 2003, 80% odpowiednich badań wykazało odciski palców zaobserwowano wśród gatunków, od traw po drzewa i mięczaki po ssaki. Niektórzy migrowali, niektórzy zmieniali kolor, niektórzy zmieniali swoje ciała, a niektórzy przesunęli czasy swojego cyklu życiowego. Znaleziono niedawny przegląd ponad 100 badań 8-50% wszystkich gatunków w rezultacie będą zagrożone zmianami klimatycznymi.

Wysokie temperatury i wyginięcia

Obecnie posiadamy niepokojąco ograniczona wiedza których cechy biologiczne są wrażliwe na zmiany klimatu, a zatem odpowiedzialne za lokalne wymieranie. Potencjalnym kandydatem jest jednak reprodukcja samców, ponieważ szereg studiów medycznych i rolniczych u zwierząt ciepłokrwistych wykazali, że niepłodność męska występuje podczas stresu cieplnego.

Jednak do niedawna miało to rzadko badany poza muszkami owocowymi u zwierząt zimnokrwistych. Dzieje się tak pomimo faktu, że większość bioróżnorodności stanowią organizmy ektotermiczne, które w celu utrzymania odpowiedniej temperatury ciała wykorzystują ciepło w swoim środowisku. Zadziwiająco, prawie 25% wszystkich gatunków uważa się za chrząszcza.


wewnętrzna grafika subskrypcji


Chrząszcz czerwonej mąki (Tribolium kastanowe) jest użyteczną ektotermą dla duże eksperymenty dotyczące reprodukcji, ponieważ mogą przejść od jajka do postaci dorosłej w ciągu miesiąca w temperaturze 30°C. Samice mogą przechowywać męskie plemniki w wyspecjalizowanych narządach zwanych spermathecae i potrzebują tylko 4% pojedynczego wytrysku, aby umożliwić im wyprodukowanie potomstwa przez okres do 150 dni.

Aby spojrzeć na wpływ fal upałów na reprodukcjęchrząszcze poddano albo standardowym warunkom kontrolnym, albo pięciodniowym temperaturom fali upałów, które były o 5°C do 7°C wyższe od ich preferowanej temperatury. Następnie chrząszcze krzyżowały się i przeprowadzano różne eksperymenty, szukając uszkodzeń w ich sukcesie reprodukcyjnym, formie i funkcji plemników oraz jakości potomstwa.

Odkryliśmy, że fala upałów o temperaturze 42°C zmniejszyła o połowę liczbę potomstwa samców w stosunku do 30°C, przy czym niektóre samce nie produkują żadnych dojrzałych plemników, a fale upałów również doświadczają uszkodzeń. Jednak wydajność reprodukcyjna par, w których tylko samice przetrwały pięciodniową falę upałów, była podobna we wszystkich temperaturach.

Spadek ten był prawdopodobnie spowodowany kombinacją pogarszania się stanu samców podczas krycia, mniejszej ilości przenoszonych plemników, mniejszej ilości przenoszonych plemników żywych, mniejszej ilości plemników utrzymywanych w plemnikach samic oraz większej ilości plemników uszkodzonych i bezpłodnych.

Szczególnie niepokojące były dwa wyniki. Te chrząszcze i wiele zwierząt zimnokrwistych mogą żyć latami i prawdopodobnie doświadczą wielu fal upałów. Kiedy wystawiliśmy samce na dwie fale upałów w odstępie dziesięciu dni, ich potomstwo było mniejsze niż 1% produkcji nieogrzewanych samców.

Sugeruje to, że kolejne fale upałów mogą potęgować uszkodzenia poprzednich. Kolejnym skutkiem, który narastał w kolejnych pokoleniach i który mógł prowadzić do gwałtownego spadku populacji, był uszczerbek na długowieczności potomstwa i płodności samców.

Wiedza o tym, jakie aspekty biologii mogą naruszyć wyższe temperatury, jest niezbędna do zrozumienia, w jaki sposób zmiany klimatu wpływają na przyrodę. Miejmy nadzieję, że ta nowa wiedza może pomóc przewidzieć, które gatunki są najbardziej narażone, umożliwiając ekologom przygotowanie się na nadchodzące kłopoty.

O autorzeKonwersacje

Kris Sprzedażdoktorantka w zakresie ewolucji, behawioru, ekologii i entomologii, University of East Anglia

Powiązane książki:

Ciało utrzymuje wynik: mózg, umysł i ciało w leczeniu traumy

przez Bessela van der Kolka

Ta książka bada powiązania między traumą a zdrowiem fizycznym i psychicznym, oferując spostrzeżenia i strategie leczenia i powrotu do zdrowia.

Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić

Oddech: nowa nauka o utraconej sztuce

przez Jamesa Nestora

Ta książka bada naukę i praktykę oddychania, oferując spostrzeżenia i techniki poprawy zdrowia fizycznego i psychicznego.

Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić

Paradoks roślin: ukryte zagrożenia w „zdrowej” żywności, które powodują choroby i przyrost masy ciała

przez Stevena R. Gundry'ego

Ta książka bada powiązania między dietą, zdrowiem i chorobami, oferując spostrzeżenia i strategie poprawy ogólnego stanu zdrowia i dobrego samopoczucia.

Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić

Kod odpornościowy: nowy paradygmat prawdziwego zdrowia i radykalnego przeciwdziałania starzeniu się

autorstwa Joela Greene'a

Ta książka oferuje nowe spojrzenie na zdrowie i odporność, opierając się na zasadach epigenetyki i oferując spostrzeżenia i strategie optymalizacji zdrowia i starzenia się.

Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić

Kompletny przewodnik po poście: uzdrawiaj swoje ciało poprzez post przerywany, co drugi dzień i przedłużony

autorstwa dr Jasona Funga i Jimmy'ego Moore'a

Ta książka bada naukę i praktykę postu, oferując spostrzeżenia i strategie poprawy ogólnego stanu zdrowia i dobrego samopoczucia.

Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.