《雨雪等非气温因素促进动植物进化:气候变化研究》

  • 来源专题:农业科技前沿与政策咨询快报
  • 编译者: 梁丽
  • 发布时间:2017-11-28
  • 气候变化对生态系统产生着深远的影响,传统观点认为动植物进化是一个缓慢发展的过程,温度变化是影响动植物自然选择的最主要因素,然而目前加拿大圭尔夫大学(University of Guelph)的一项研究表明,气候变化会影响动植物进化,雨雪等非气温因素要比气温因素对动植物进化的影响更大 。

    研究团队整合了168份已发布的相关研究成果,就过去40年来不同种类的动植物自然选择情况进行了分析。研究数据大多来源于北美和欧洲地区的不同物种,包括苏格兰的索艾羊(Soay sheep)、瑞典的豆娘蜓,美国爱阿华州的野花等。

    研究发现,温度骤增会引起一些即时效应,例如强高温天气会使人类中暑,甚至导致死亡。然而许多温带动植物,包括松鼠和鸟类,都可以主动适应气温的变化,温度变化不是影响动植物进化的最主要因素。降水对有机体自然选择的影响要远远大于天气冷暖,动植物20%至40%的基因变化源于当地的降水变化。多降水气候大大促进了植物生长,植物生长的变化对整个食物链产生影响,引起草食动物和食肉动物迅速繁殖。

    研究预测,鉴于北美、欧洲目前的气候环境,未来将有更多的暴雨、洪涝或干旱灾害,这将给动植物带来巨大影响,因此,我们应充分考虑动植物的自然选择和进化因素,制定环境管理政策,抑制人为因素导致的全球变暖,减少其对动植物带来的负面影响。

    (编译 梁丽)

相关报告
  • 《气候变化增加植物生长和潜在干旱的风险》

    • 来源专题:农业立体污染防治
    • 编译者:金慧敏
    • 发布时间:2015-11-09
    • 10月30日,蒙大拿大学教授约翰•金宝在《自然》杂志的网站上发表了一本关于“植被绿化和气候变化提高了全球陆地增散量”的文章。 研究表明,过去32年中由于全球气候变化促进了植物生长和蒸散。土壤水分蒸发蒸腾损失总量的升高增加了潜在干旱风险,并提高了温度上升的风险,特别是干旱循环与厄尔尼诺时间的关联性。厄尔尼诺现象扰乱了热带太平洋地区的海洋-大气系统。 科学家展示了卫星遥感数据的全球长期陆地蒸散记录,显示了1982年至2013年之间数十年的变化。除了全球蒸散趋势,他们调查了植被绿度和气候数据,包括温度、降雨和云层。总的来讲,这些数据展示随着气候变化,植物生长和蒸散呈增长的趋势。 该研究预测,如果这些趋势持续下去,将要使区域干旱恶化,特别是那些受到厄尔尼诺现象影响强烈的地区。
  • 《植物所等揭示全球气候变化下葡萄科植物生存策略的转变机制》

    • 编译者:季雪婧
    • 发布时间:2024-10-28
    •     在全球气候变化背景下,研究生物多样性的形成与变化动态至关重要。面对变化的环境,植物或迁移至新分布区以维持原有生态位,或原地演化出新性状来适应新环境,或兼顾两种策略。传统的生态位保守性假说认为,物种更倾向于保留祖先生态位,即“迁移”可能比“演化”更容易。有研究认为,“演化”策略在植物响应环境变化过程中同样重要,两种策略可能在多种内外部因素的复杂作用下相互转变。然而,在漫长的地质历史时期,这两种策略的动态转变如何发生及其背后的机制尚不清楚。葡萄科植物现有18属近1,000个物种,主要分布于全球热带和亚热带地区,在形态和生境上均呈现出高度多样性,是研究植物多样化与生存策略转变机制的理想类群。中国科学院植物研究所联合美国史密森研究院国家自然历史博物馆,基于世界范围内的广泛采样,构建了目前取样最全的葡萄科系统发生树。这一葡萄科系统发生树共495种,物种覆盖率达到52%。该研究通过多样化分析,重建物种分布区、生境和性状,结合化石、古地质及古气候的证据,揭示了葡萄科植物在不同地质历史时期的多样化进程和生存策略转变机制。研究显示,现存葡萄科物种的最近共同祖先可追溯至白垩纪晚期,此后由亚洲逐步扩散至全球。渐新世后,崖爬藤属、葡萄瓮属、葡萄属和酸蔹藤属的多样化速率上升,这与上述类群生境变化和适应性状出现的时间相符。研究通过分析各地史时期的扩散事件、生境转变和关键性状演变发现,始新世时期葡萄科物种更多通过“迁移”策略应对气候变化;渐新世采用“迁移”策略的类群下降;中新世后大量新生境的出现促使“演化”策略成为主导。这表明植物在演化过程中并不总是遵循生态位保守原则。因此,研究应谨慎使用相关理论和假设。     该研究将类群关键性状演化、生物地理扩散与环境变化相结合,剖析了葡萄科植物生存策略的转变模式和机制。这对提升关于生物多样性形成与变化动态的认知,预测植物如何响应未来环境变化具有科学价值。