За последние 100 лет средняя глобальная температура повысилась примерно на 0,6 °C и по прогнозам, будет продолжать расти быстрыми темпами. Хотя природа реагировала на климатические изменения на протяжении всей своей эволюционной истории, основной проблемой для диких видов и экосистем является быстрый темп изменения температуры.
Проведённые анализы свидетельствуют о постоянном сдвиге температуры у различных видов - от моллюсков до млекопитающих, от трав до деревьев.
Более 80% видов, которые демонстрируют изменения, меняются в ожидаемом направлении на основе известных физиологических ограничений вида. Следовательно, данные этих исследований свидетельствуют о том, что значительное воздействие глобального потепления уже заметно в популяциях животных и растений. Синергетический эффект быстрого повышения температуры и другие стрессы, в частности разрушение среды обитания, могут легко нарушить взаимосвязь между видами и привести к изменению состава видовых сообществ, отражая различные изменения в видах, а также многочисленные вымирания и возможное исчезновение видов. Во многих исследованиях изучались биологические изменения в связи с изменением климата, но, как правило, они сосредоточены в конкретных регионах или изучают ограниченный набор таксонов. Для проверки того, существует ли согласованная схема между регионами и таксонами, соответствующая прогнозам ожидаемых изменений, были использованы два типа мета-анализа в этих исследованиях: подсчет голосов и регрессионно-наклонная модель. Одним из преимуществ мета-анализа является возможность объединения широкого спектра результатов, в том числе тех, для которых статистическая значимость не была доказана. Прогнозируемый результат, лежащий в основе последовательного сдвига в крупномасштабной картине, наблюдая за многими видами во всем мире, в сочетании с пониманием возможных причинно-следственных механизмов, дает уверенность в отнесении наблюдаемых изменений видов на счет изменения климата.
Результаты мета-анализа величин эффектов и коэффициентов корреляции статистически отличались, что означает, что можно отвергнуть нулевую гипотезу о равномерном изменении как в ожидаемом, так и в противоположном направлении. Следовательно, даже этот достаточно маломощный мета-анализ с подсчетом голосов указывает на то, что большинство изменений согласуется с пониманием того, как изменение температуры влияет на различные характеристики различных видов и популяций по всему миру.
Таким образом, можно с уверенностью утверждать, что, вероятно, имело место быть заметное воздействие недавнего глобального потепления на животных и растения. Фактическое количество показанных изменений может быть определено для тех исследований, которые изучали сдвиги в весенней фенологии. В 61 исследовании, в ходе которых изучались изменения во времени событий, произошедших за последние 50 лет, было изучено в общей сложности 694 вида. Мета-анализы этих видов показывают, что за последние 50 лет в среднем за десятилетие произошли статистически значимые изменения в сторону более раннего наступления весенних событий. Количество дней, изменившихся за десятилетие для конкретного вида или группы видов варьируется. От 24 дней для размножения североамериканского обычного пыжика (Uria aalge) и на 6 дней раньше для размножения североамериканской жабы (Bufo fowler's tad).
Учитывая, что за последние полвека более высокие широты нагреваются больше, чем низкие широты, ожидается, что фенологические отклики будут проявлять себя ближе к полюсам и не так ярко выражены ближе к экватору. Широты весенних фенологических исследований в Северном полушарии простираются от 328 северной широты до 728 северной широты. Из-за неравномерности расположения данных (например, преобладание исследований в Соединенном Королевстве) удалось получить достаточно большие размеры выборки в каждой группе только путем их разделения на две группы в 508 кругах широты. Что убедительно свидетельствует о том, что виды в более высоких широтах действительно более активно реагируют на более интенсивное изменение температуры. Набор данных по весенней фенологии включает виды и популяции от основных таксонов моллюсков до млекопитающих. Размеры проб были достаточно велики, чтобы исследовать оценочные значения фенологических сдвигов отдельно для беспозвоночных, земноводных и птиц, деревьев и других растений. Исследование показывает, что недавние изменения температуры, по-видимому, уже оказали заметное влияние на многие виды. Мета-анализы позволяют объединить результаты различных исследований, как значимые, так и не значимые, и найти устойчивый сдвиг между видами из разных таксонов, исследованных в разных местах. Данные по малозначимым видам при агрегировании показывают почти столь же значительные изменения, как и по группе видов, имеющих статистическую значимость. Таким образом, в исследованиях баланс фактических данных свидетельствует о том, что значительное воздействие недавнего потепления климата проявляется в виде долгосрочных крупномасштабных изменений популяций животных и растений. Наблюдаемые устойчивые широкомасштабные модели изменений в ожидаемых направлениях (80% видов, демонстрирующих изменения) настоятельно указывают на то, что последние температурные тенденции являются наиболее вероятным объяснением этих наблюдаемых явлений. Очевидно, что если такие климатические и экологические изменения обнаруживаются в настоящее время, когда земной шар нагревается выше среднего значения до 0,6 °C, то, вероятно, произойдет гораздо больше далеко идущих последствий для видов и экосистем в ответ на изменения температуры до уровней, которые к 2100 году достигнут 6 °C. Прогнозируемое быстрое изменение климата в будущем может стать более серьезной проблемой, особенно если оно произойдет вместе с другими, уже давно устоявшимися факторами стресса, в частности с разрушением среды обитания. Во время быстрых климатических изменений в прошлом виды не смещались вместе, как предполагали многие авторы, включая Дарвина, а демонстрировали дифференцированные движения. Такое дифференцированное перемещение может привести к нарушению взаимосвязи между многими видами в нынешних экосистемах. Внимание в области научных исследований и охраны природы должно быть сосредоточено не только на глобальном потеплении и каждом из других факторов стресса в отдельности, но и на синергии нескольких факторов, которые в совокупности могут оказаться самыми серьезными проблемами для сохранения животных и растений в XXI веке. Поскольку предвидение изменений улучшает способность к управлению, действуя упреждающе, а не реактивно, люди должны лучше понимать реакцию растений и животных на изменение климата. Это понимание в сочетании с дальнейшим документированием изменений вполне может указывать на необходимость принятия мер по изменению природоохранной деятельности и будущего планирования с учетом изменения климата и замедлению прогнозируемых темпов потепления.
Относительное число видов, демонстрирующих изменения по сравнению со всеми видами, указанными в литературных источниках, которые были изучены, не является подходящим показателем, поскольку не было попыток определить, какой процент видов реагирует на нынешние климатические изменения. Учитывая, что все виды, рассматриваемые в исследовании всем научным сообществом, составляют лишь небольшую долю от общего числа существующих в мире, такие процентные утверждения не поддаются никакому анализу. Скорее, важным показателем для выявления заметного влияния глобального потепления на растения и животных является доля видов, демонстрирующих изменения, которые изменились в ожидаемом направлении, учитывая тенденцию изменения температуры в месте их обитания.