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Nature，Science聚焦气候对于物种的影响

花匠小妙招
2024-11-09 00:31

编辑推荐：

　　气候变化影响植物和动物生命中定期发生的事件，如发芽、迁徙和冬眠以及种群动态和形态变化，近期越来越多的研究发现气候变化会造成物种的变化，来自美国和英国的研究小组最近获得了两项重要的研究成果，证明了气候变化对于种群的影响。

生物通报道：气候变化影响植物和动物生命中定期发生的事件，如发芽、迁徙和冬眠以及种群动态和形态变化，近期越来越多的研究发现气候变化会造成物种的变化，来自美国和英国的研究小组最近获得了两项重要的研究成果，证明了气候变化对于种群的影响。

来自位于美国大西洋海岸的伍兹霍尔海洋研究所（Woods Hole Oceanographic Institution）的研究人员发现红海表面温度的不断上升正在威胁居住在珊瑚礁内并制造珊瑚礁的珊瑚虫。这一研究成果公布在Science杂志上。

研究人员发现如果目前的暖化趋势继续下去的话，那么，到2070年的时候，红海中所有珊瑚的生长都会停止。自1970年代中期开始，热带海水温度已经上升了0.4至1.0摄氏度。因此，研究人员应用3D影像技术来监控红海中的珊瑚（Diploastrea heliopora）的生长。他们发现，自1998年以来，那些表观健康的珊瑚群落的骨架延伸或增长已经衰减了30%。

研究人员还观察到，自那时起，这些珊瑚礁的钙化率也已经下降了约18%。他们将他们的数据与来自Intergovernmental Panel on Climate Change的气候模拟进行结合后意识到，红海中的珊瑚生长有可能在本世纪末的时候最终走向停止。不过，他们还注意到，这种珊瑚同样能够从1940年代初的某一短暂的温暖事件中快速地恢复，从而提示，如果该地区的气温暖化能够放缓的话，人们仍然有希望可以挽救这些红海的珊瑚礁。

另外来自帝国理工学院（Imperial College London）的研究人员通过对一种冬眠型哺乳动物的研究发现了气候变化对动物种群的影响，这一研究成果公布在Nature的封面上。

气候变化影响植物和动物生命中定期发生的事件，同时对所有这些相互作用的因素进行监测是困难的，在这篇文章中，研究人员对美国西部落基山脉的黄腹旱獭所做的一项长期生命史研究，提供了适合于完成这项任务的数据。1976–2008年间的气候变化使这些土拨鼠过早从冬眠中苏醒过来，延长了它们的生长季，所以它们现在要比其开始冬眠时重一些。与此同时，体型较大个体的适应性也增加了，导致种群规模迅速增大。

研究人员从上世纪70年代开始收集这种旱獭的数据。分析显示，近些年来其成年个体的平均重量已从3．1公斤增加到3．4公斤，在最近10年间其种群数量增长了3倍。参与研究的英国帝国理工学院博士阿尔帕特·厄兹居尔介绍说，这种黄腹旱獭生活在高山地区，由于环境寒冷，每年要花上七八个月时间冬眠，在此期间它们的体重会减轻约40％，因此需要在四五个月的洞外活动期内尽量多吃以增加体重，才能提高生存机会。

由于当前全球变暖，这些旱獭每年从冬眠中醒来的时间提前，因此获得更多时间寻找食物，有利于增加体重熬过冬季。此外，在洞外活动期间出生的小旱獭也有更长时间增重以备冬眠，这些变化都有利于其种群繁衍。

美国旱獭在全球变暖背景下繁衍兴旺，而此前也有研究显示气候变暖导致英国一个岛上的绵羊无需多吃增重以对付冬季，其体形因而逐渐变小。这些都说明气候变化正对物种造成广泛影响，未来地球生物圈因此发生变化的复杂性也会进一步增大。

（生物通：万纹）

原文摘要：

Coupled dynamics of body mass and population growth in response to environmental change

Environmental change has altered the phenology, morphological traits and population dynamics of many species1, 2. However, the links underlying these joint responses remain largely unknown owing to a paucity of long-term data and the lack of an appropriate analytical framework3. Here we investigate the link between phenotypic and demographic responses to environmental change using a new methodology and a long-term (1976–2008) data set from a hibernating mammal (the yellow-bellied marmot) inhabiting a dynamic subalpine habitat. We demonstrate how earlier emergence from hibernation and earlier weaning of young has led to a longer growing season and larger body masses before hibernation. The resulting shift in both the phenotype and the relationship between phenotype and fitness components led to a decline in adult mortality, which in turn triggered an abrupt increase in population size in recent years. Direct and trait-mediated effects of environmental change made comparable contributions to the observed marked increase in population growth. Our results help explain how a shift in phenology can cause simultaneous phenotypic and demographic changes, and highlight the need for a theory integrating ecological and evolutionary dynamics in stochastic environments4, 5.

"Ocean Warming Slows Coral Growth in the Central Red Sea," by N.E. Cantin; A.L. Cohen; K.B. Karnauskas; A.M. Tarrant; D.C. McCorkle at Woods Hole Oceanographic Institution in Woods Hole, MA.

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