Ludzie polegają na uprawach traw na żywność, ale nowe badania budzą obawy, że jeśli zmiany klimatu będą zbyt szybkie, trawy nie dostosują się wystarczająco szybko, aby dotrzymać kroku.

„Rośliny uprawne w rodzinie traw stanowią połowę kalorii spożywanych przez ludzi”, mówi John Wiens, profesor ekologii i biologii ewolucyjnej na Uniwersytecie Arizony. „Na przykład pszenica, kukurydza, ryż i sorgo to trawy, które razem zajmują ponad połowę ziemi uprawnej na całym świecie”.

„Duża część świata jest pokryta trawami, więc nie jest to rodzaj krajobrazu, w którym chcielibyśmy wymierzyć na wielką skalę”.

Porównując wcześniejsze tempo zmian niszowych gatunków roślin 236 w rodzinie traw z prognozowanymi wskaźnikami zmian klimatu opracowanymi przez 2070, zespół kierowany przez Alice Canga i Wiensa stwierdził, że tempo przyszłych zmian klimatu może znacznie przewyższyć zdolność traw do zmiany ich traw nisze i przetrwać.

Pod względem temperatury często stwierdzono, że rozbieżność między dawnymi a prognozowanymi prędkościami jest tak wysoka, jak 5,000-krotnie. Badanie zostało opublikowane w Listy biologiczne.

Oprócz implikacji dla rolnictwa i zaopatrzenia w żywność, naturalne łąki zajmują około jednej czwartej powierzchni Ziemi i są siedliskami wielu gatunków roślin i zwierząt, które są od nich zależne.

„Znaczna część świata jest pokryta trawami, więc nie jest to rodzaj krajobrazu, w którym chcielibyśmy wymrzeć na wielką skalę” - mówi Wiens.

„Powiedzmy, że klimat ociepla się o dwa stopnie na obszarze, na którym rośnie miejscowa populacja traw”, mówi Wiens. „Jeśli populacja przetrwa tę zmianę, będzie mogła przenieść swoją niszę klimatyczną.

„Z ewolucyjnego punktu widzenia okazuje się, że nisze zmieniają się bardzo powoli, a często nie bardzo. Tempo zmian niszowych wśród gatunków traw często wynosi zaledwie kilka stopni na milion lat. Ale teraz gatunki mogą potrzebować dokonać podobnych zmian w czasie krótszym niż sto lat. ”

Rolnicy w krajach rozwijających się

Gdy gatunek stoi w obliczu gwałtownej zmiany klimatu lokalnego, prawdopodobne są trzy wyniki, zgodnie z dokumentem: może przejść na wyższe wysokości i szerokości geograficzne, aby pozostać w oryginalnych niszowych warunkach; przesunąć swoją niszę, aby objąć nowe warunki; lub wyginąć.

Konsekwencje lokalnego wyginięcia lub spadku traw z powodu zmian klimatu mogą być najbardziej dotkliwe w krajach rozwijających się.

„Na przykład wielu rolników produkujących na własne potrzeby w krajach rozwijających się nie może po prostu przenieść swoich plonów do nowych lokalizacji z bardziej odpowiednim klimatem lub przyspieszyć nawadnianie na dużą skalę”, mówi Wiens.

Aby oszacować wcześniejsze tempo zmian nisz klimatycznych w przeszłości, naukowcy zrekonstruowali wartości przodków każdej zmiennej klimatycznej dla przodka każdej pary blisko spokrewnionych gatunków. Następnie przyjrzeli się różnicy między bieżącą szacowaną wartością niszową dla każdego gatunku a wartością jej ostatniego wspólnego przodka, co daje zmianę niszową, jakiej doświadczył każdy gatunek w swojej historii ewolucji.

Następnie porównali tempo tych niszowych zmian z tempem zmian klimatycznych z trzech prognozowanych scenariuszy reprezentujących minimalny, maksymalny i pośredni poziom przyszłych zmian. Tempo zmian niszowych zmiennych temperatur zazwyczaj spada między 1 a 8 stopni Celsjusza na milion lat, podczas gdy tempo przyszłych zmian wynosi około 0.02 stopni rocznie i około 3,000 do 20,000 razy szybciej.

Wcześniejsze badania przeprowadzone przez laboratorium Wiens wykazały, że gatunki kręgowców są jeszcze bardziej podatne na ucieczkę przed zmianami klimatu, przy czym przewidywane tempo zmian klimatu często przekracza dziesięciokrotnie tempo zmian nisz klimatycznych. Chociaż w badaniu nie badano tego specjalnie, udomowione gatunki roślin uprawnych mogą być mniej odporne na zmiany klimatu niż ich dzikie odpowiedniki, ponieważ rozmnażanie przez tysiąclecia zmusiło je przez genetyczne wąskie gardło zmniejszonej zmienności genetycznej.

„Te różne dowody wskazują, że wiele gatunków może nie być w stanie samodzielnie wyewoluować z niebezpieczeństwa”.

Cang, Wiens i współautor Ashley Wilson ostrzegają, że ich wyniki nie mogą bezpośrednio pokazać, co się stanie w przyszłości z powodu nieodłącznej trudności w przewidywaniu wpływu zmian klimatu na gatunki i populacje. Na przykład zmiany niszowe mogą być znacznie szybsze w krótszych okresach. Jednak ilość zmian niszowych potrzebnych do dopasowania prognozowanych zmian klimatu może wciąż być zbyt duża dla wielu gatunków.

Inne dowody potwierdzają wnioski, wskazując, że zmiany niszowe mogą być zbyt wolne, aby ocalić lokalne populacje i gatunki przed wyginięciem w wyniku zmian klimatu. Na przykład eksperymenty terenowe wykazały, że osobniki z gatunków roślin trawiastych nie radziły sobie dobrze po przeszczepieniu do cieplejszych i suchszych miejsc. Wiele gatunków roślin wykazuje już lokalne wyginięcia w najcieplejszych częściach swojego zasięgu geograficznego.

„Te różne dowody wskazują, że wiele gatunków może nie być w stanie samodzielnie ewoluować z niebezpieczeństwa”, mówi Wiens. „Biorąc pod uwagę, że trawy są jedną z najważniejszych grup roślin dla ludzi, mogą wystąpić poważne konsekwencje”.

Źródło: University of Arizona

Powiązane książki:

at Rynek wewnętrzny i Amazon