《气候变化:对精子的影响可能是物种灭绝的关键》

  • 来源专题:外来生物入侵
  • 编译者: 王成卓
  • 发布时间:2019-03-01
  • 自20世纪80年代以来,日益频繁和强烈的热浪造成的死亡人数超过了任何其他极端天气事件。极端事件和气候变化的痕迹普遍存在于自然世界。全球变暖的一个共同特征是范围转移,即物种分布向更高的海拔移动或向两极移动。一项对数百项研究的回顾发现,物种分布平均每十年向极地移动17公里,向上移动11米。然而,如果温度变化太剧烈,导致物种走向地理上的死角,局部灭绝就会在高温中发生。2003年,80%的相关研究发现了从软体动物到哺乳动物的各种物种的印记。一些物种迁移了,一些改变了颜色,一些改变了他们的身体,一些改变了他们的生命周期。最近对100多项研究的回顾发现,8- 50%的物种将因此受到气候变化的威胁。目前,我们对哪些生物特征对气候变化敏感,从而导致局部物种灭绝的认识有限,这令人不安。然而,一个潜在的候选特征是雄性生殖,因为一系列对温血动物的医学和农业研究表明,雄性不育发生在热应激期间。为研究热浪对繁殖的影响,将甲虫暴露于标准控制条件上的热浪温度。随后,甲虫进行交配,并进行了各种实验,以寻找对其繁殖成功率、精子形态和功能以及后代质量的损害。我们发现高温热浪减半了雄性后代的数量,这种下降很可能是由于雄性在交配方面变得更差,转移的精子更少,活着的精子更少,留在雌性精囊中的精子更少,更多的精子受损和不育。这种影响在连续几代种群的生活中更加复杂,可能导致种群数量急剧下降。

相关报告
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    • 来源专题:农业立体污染防治
    • 编译者:金慧敏
    • 发布时间:2017-01-23
    • 为了更好地评估人类排放温室气体导致的气候变化可能对小麦、玉米和大豆的影响,一个国际研究团队运行了一套全面的美国农作物产量计算机模拟系统。模拟再现所观察到的历年来高温引起的作物产量锐减,从而确认他们捕获了一个可以预测未来的主要机制。重要的是,科学家们发现增加灌溉有助于减少全球变暖对农作物的负面影响,但这种情况只有在水分充足的地区才有可能实现。因此研究结果认为需要限制全球变暖以遏制作物损失。 研究的主要作者,波茨坦气候影响研究所的伯恩哈德(Bernhard Schauberger)阐明他们研究的计算机模拟是基于物理学、化学、生物学等方面的强大知识和大量的数据与详细算法。但是,它们当然代表不了整个复杂的作物系统,所以研究人员称之为模型。科学家将模型结果与实际观测数据进行比较。可以确认模型是否包含了关键计算因素,包括从温度到CO2,从灌溉到施肥。 研究认为没有有效的减排措施,2100年小麦产量可能损失20% 如果每天气温为30°C以上,玉米和大豆都会损失约5%的收成。仿真结果显示了该模型捕捉到超出阈值的热量增加多少可能会导致突然和大量的产量损失。在不受气候变化影响的情况下,气温会更加频繁、严重地影响农业生产力。预计在本世纪末,在没有有效减排的情况下,与非温度升高区相比,温度升高导致的小麦收获损失为20%,大豆为40%,玉米为50%,这些损失甚至不考虑超过36°C的极高温度,否则预计产量将进一步降低。这些影响远远不止美国这个最大的粮食出口国一地:世界市场作物价格可能会上涨,而这是贫穷国家粮食安全的关键问题。 灌溉可能是一种有效手段--然而,这只在具备充足灌溉水的地区才可行。 来自芝加哥大学的合著者乔舒亚.埃利奥特(Joshua Elliott)揭示在模拟中增加农田灌溉时,损失大大减少,因此温度升高带来的水胁迫似乎比热胁迫的影响要大得多。当从土壤到植株的供水减少时,叶片中的小开口逐渐闭合以防止水分流失。因此,这样能防止二氧化碳扩散到植物细胞。此外,作物通过牺牲地面生物量甚至产量以增加根系生长,以此作为对水分胁迫的响应。因此,埃利奥特认为灌溉可能是抑制气候变暖极端影响的一个重要适应手段。 燃烧化石燃料使空气中的CO2量急剧增加。这通常会增加植物的水分利用效率,因为对于每个吸收二氧化碳的单元会失去更少的水分。然而,科学家们认为,这并不能保证高温时的产量。温度大于约30°C时,模拟中额外的CO2施肥并不会缓解相关收益率的下降。 比较不同电脑模拟气候变化影响是ISIMIP项目的核心(部门间建模影响对比项目),项目由全球大约100个模型组组成。项目模拟工作是与AgMIP(国际农业模式比较及提高项目)共同合作完成。
  • 《气候变化可能影响物种之间的生态互动》

    • 来源专题:外来生物入侵
    • 编译者:王成卓
    • 发布时间:2019-04-11
    • 根据发表在《自然气候变化》上的一项研究,食肉动物和以植物为食的猎物之间的平衡可能会被未来的气候变化打破。该研究的结论是,气候变化可以重新分配捕食者和被捕食者物种之间的生态互动强度。结果表明,较高的温度和较稳定的气候以及较低的季节变异性导致了较强的捕食压力。然而,随着气候变化的加剧,特别是在热带地区,气候的不稳定性将导致热带地区捕食压力的总体下降。相反,一些温带地区的捕食压力将会上升。罗梅罗说:“这种物种相互作用力量的重组可能对陆地生态系统及其提供的生态系统服务,如生物控制和营养循环造成灾难性后果。”例如,热带地区的许多农民依赖于农作物害虫天敌的生物控制,预计的气候变化可能会削弱捕食者控制这些害虫的效力。