Воздействие изменения климата на биоразнообразие является насущной проблемой. В настоящее время исследование объединяет экспериментальные данные с тщательным моделированием для сравнения уязвимости к потеплению видов животных на суше и в океане. Экологи, специалисты по охране окружающей среды и политики пытаются понять, какую угрозу представляет изменение климата для биоразнообразия Земли - по оценкам, от 3 до 100 миллионов видов - и что делать с этой угрозой.
Существуют противоречивые данные об относительной уязвимости к потеплению наземных и морских животных. Наземные виды могут подвергаться большему риску, потому что они менее способны адаптироваться к новым климатическим условиям и потому, что они подвергаются воздействию более высоких экстремальных температур, чем виды, обитающие в океане. Но морские виды могут пострадать больше, потому что температура сильно контролирует их географические пределы, запасы питательных веществ и доступность кислорода.
Экстремальные температуры, а не средние температуры, являются важным фактором выживания популяции на теплом краю температурного диапазона вида. Руководствуясь этим свидетельством, исследователи рассчитали запас тепловой безопасности, определяемый как разница между самой высокой температурой, при которой животное может выжить (его максимальная термостойкость), и максимальной температурой тела, которую оно будет эффективно испытывать в естественных условиях, - для 387 видов экзотермических животных, которые полагаются на внешнее тепло для поддержания температуры тела.
Они рассчитали два варианта температурного запаса безопасности для каждого вида: один для случая, когда животное полностью подвергается воздействию тепла, и один для случая, когда оно находится в тепловом убежище. Наземные термальные убежища включают микроклимат, такой как тень под деревом или камнем, в то время как морские тепловые убежища включают более глубокие и холодные воды.
И обнаружили, что нет никаких пределов тепловой безопасности для наземных эктотерм, когда они не имеют доступа к тепловым убежищам, тогда как такие запасы существуют для их обитателей, обитающих в океане. Это говорит о том, что наземные виды могут подвергаться большему риску изменения климата. Однако, когда были приняты во внимание тепловые убежища, ситуация изменилась, и пределы тепловой безопасности для видов на суше были шире, чем для видов в океане. Это подразумевает, что морские виды в действительности могут подвергаться большему риску.
Эта работа имеет несколько последствий для биоразнообразия и сохранения.
- Во-первых, он предсказывает, что тропические морские виды будут наиболее уязвимы к изменению климата, поскольку они имеют самые узкие пределы тепловой безопасности среди всех анализируемых групп видов. Угроза тропическим морским видам усугубляется предсказанной заменой нынешних наивысших температур океана еще более высокими, что может вызвать быстрое смещение полюсов термической среды обитания таких видов к полюсу.
- Во-вторых, полученные данные подчеркивают важную роль тепловых убежищ в поддержании разумных пределов тепловой безопасности для наземных животных. Исследователи заметили, что максимальная температура, которую могут выдерживать такие животные, является удивительно плоской между широтами 50 ° с.ш. и 50 ° С. Поэтому изменение температурных границ безопасности с широтой в значительной степени определяется степенью воздействия тепла, которому подвергаются наземные животные в тепловых убежищах. Неповрежденная среда с деревьями в тени и доступной водой для испарительного охлаждения будет иметь решающее значение для сохранения наземных видов.
Наконец, широтный график температурных границ безопасности предполагает, что морские виды, движущиеся к северу или югу от экватора, чтобы избежать самых теплых сред, поскольку они становятся слишком горячими, как правило, сталкиваются с расширяющимися пределами тепловой безопасности. Это потенциально уменьшит уязвимость таких видов к экстремальным температурам. В отличие от этого, обитающие на суше тропические виды, движущиеся к полюсам в результате потепления климата, могут столкнуться с необходимостью преодоления узких границ термической безопасности в субтропиках (вызванных высокими экстремальными температурами в этих регионах), прежде чем границы снова увеличатся в более высоких широтах. Это потенциально ставит наземные тропические виды под большой риск.
Подход исследователей также может быть использован для изучения уязвимости биоразнообразия к другим аспектам изменения климата - в том числе к дождевым осадкам или изменениям рН - экстремальные значения которых могут влиять на виды, а воздействие которых может быть предотвращено приютами для животных.