《Nature | 热和干旱耐受性预测了在气候变化下蜜蜂数量的变化》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-04-01
  • 2024年3月27日,新墨西哥大学的研究人员在Nature 在线发表题为Heat and desiccation tolerances predict bee abundance under climate change的文章。

    气候变化可能对传粉昆虫构成紧迫威胁,并带来严重的生态和经济后果。然而,对于大多数昆虫授粉者物种来说,我们缺乏长期数据和机理证据,而这些数据和证据是识别气候驱动的衰退和预测未来趋势所必需的。

    该研究记录了一个气候变暖和干燥地区的超多样化蜜蜂群落16年来的丰度模式,将蜜蜂的减少与实验测定的耐热和耐干燥性联系起来,并利用气候敏感性模型预测蜜蜂群落的未来。在 665 个蜜蜂种群(物种 × 生态系统组合)中,71%的种群的蜜蜂数量与干旱程度密切相关。最耐高温和干燥的蜜蜂类群随着时间的推移增加最多。根据模型预测,46%的物种数量会减少,并预测以耐旱类群为主的群落会更加均匀,即使蜜蜂的总数量可能保持不变。这种群落重新排序可能会减少授粉服务,因为多样化的蜜蜂群落通常能最大限度地为植物群落授粉。体型较大的蜜蜂在中度至高度干旱条件下也占优势,这表明体型是了解气候驱动的蜜蜂群落变化如何影响授粉的一个重要特征。

    该研究提供了气候变化直接威胁蜜蜂多样性的证据,表明蜜蜂保护工作应考虑到干旱对蜜蜂生理的压力。

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    • 来源专题:转基因生物新品种培育
    • 编译者:zhangyi8606
    • 发布时间:2018-11-16
    • 由于全球气候变化,非生物胁迫日趋严重,植物的生长发育受到限制。在具有较强抗逆性的农作物开发中,从高抗逆性灌木沙冬青中分离出AmDUF1517,将其插入拟南芥后能显著提高其抗逆性。在这项研究中,我们将该基因插入棉花中,分析其赋予抗逆性的潜力。该研究采用两个独立的转基因棉花品系。Southern杂交结果表明AmDUF1517基因已被整合到棉花基因组中。生理分析表明,AmDUF1517转基因棉在盐胁迫、干旱胁迫和冷胁迫下比对照具有更强的抗性。进一步分析表明,AmDUF1517转基因棉的抗氧化酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽S-转移酶(GST))活性明显高于普通棉,活性氧物种(ROS)积累较少,这表明AmDUF1517的过表达可以通过维持ROS稳态以及减轻细胞膜损伤来提高棉花的抗逆性。这些结果意味着AmDUF1517是提高棉花抗非生物胁迫的候选基因。
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    • 来源专题:气候变化科学领域监测服务
    • 编译者:zengjj
    • 发布时间:2014-05-20
    • 2014年5月6日,美国全球变化研究计划(USGCRP)发布《第三次国家气候评估报告》(ThirdNationalClimateAssessment),这是迄今最全面、权威和透明的美国气候变化影响科学报告。报告指出,气候变化正影响美国各地,以及社会经济的重要部门,基于这一认识,报告强调了应对气候变化风险、增加美国社区应对能力和恢复力的必要性。 该报告由美国约300名著名气候科学家及技术专家历时4年完成。报告全面分析了气候变化对美国各地区及农业、卫生、能源、交通、水资源、森林和生态系统等各方面的影响,为政策制定者和民众了解气候影响提供了具有实践指导意义的知识。 2013年6月25日,美国总统奥巴马推出《总统气候行动计划》(ThePresident’sClimateActionPlan),旨在通过持续、负责的行动削减碳排放,应对气候变化的影响,并引领国际应对气候变化的行动。美国《第三次国家气候评估报告》属于该气候行动计划的一部分。报告的主要内容涉及以下方面: (1)全球气候正在发生变化,广泛的观测数据显示美国气候变化趋势明显。过去50年的全球变暖主要由以化石燃料燃烧为主的人类活动引起的。自1895年开始温度记录以来,美国的平均气温已经上升了1.3~1.9℉,大部分的气温上升发生在20世纪70年代。最近十年是有史以来最热的十年。由于人类活动引起的气候变暖与自然气候变化的叠加,气温上升并非随着时间推移均衡地分布于美国各地。 (2)一些极端天气与气候事件在近几十年内增加,新的有力证据证实,部分极端事件的增加与人类活动有关。极端天气事件的变化是大多数人经历气候变化的主要方式。人类活动引起的气候变化已经导致部分极端事件的数量和影响的增加。过去50年,美国大部分地区遭遇了更多的极端高温天气、强降雨和干旱极端天气事件。 (3)人类导致的气候变化预计将持续,如果全球温室气体排放继续增加,气候变化将显著加快。未来几十年气候变化的幅度主要取决于现在和未来全球人类活动产生的温室气体排放量。 (4)气候变化影响已经在许多部门有所体现,并预计在21世纪及以后在全国范围内变得越来越具有破坏性。气候变化已经影响到社会和自然世界。气候变化与其他环境、社会因素以缓和或者加剧这些影响的方式相互作用。影响类型和程度随时间在美国各地不尽相同。儿童、老人、病人、穷人特别容易受到伤害。有越来越多的证据表明,气候变化对美国的危害将在未来大幅增加,除非全球温室气体排放量也极大削减。 (5)气候变化以多种方式威胁人类的健康和福祉,包括通过更多的极端天气事件和森林火灾,空气质量下降,并通过昆虫、食物和水传播疾病。 (6)基础设施正受到海平面上升、大雨和极端高温的损坏;随着气候变化的持续,这些损失预计将增加。海平面上升、风暴潮、大雨,以及沿海地区持续发展的模式都增加了对美国基础设施(包括道路,建筑物和工业设施)的损坏,并且也增加了港口和沿海军事设施的风险。 (7)水质和供水可靠性将受到气候变化的损害,并以各种方式影响生态系统和生计。一些地区的地表水和地下水供给已经通过增加水需求和减少径流与地下水补给加以解决。在一些地区,尤其是美国南部、加勒比和太平洋岛屿,气候变化增加了水资源短缺和许多用途之间争水的可能性。许多地区的水质在递减,特别是大雨过后沉积物和污染物浓度的增加。 (8)气候对农业的干扰不断增加,预计在21世纪将变得更严重。一些地区已经受到气候相关的干扰,特别是由于极端天气事件。尽管美国一些地区和某些类型的农业生产在未来25年将相对适应气候变化,但其他地区和农业生产将越来越多地遭受由于极端高温、干旱、疾病和大雨带来的影响。从21世纪中叶,气候变化预计将对美国的作物和牲畜产生更多的负面影响,这一趋势可能会削弱美国食品供应的安全性。 (9)气候变化对土著居民的健康、福祉和生活方式构成特别的威胁。气候变化的影响正在加剧诸如极端贫困等慢性压力,如获取传统食品的机会减少,水质降低,接触健康和安全隐患增加。在阿拉斯加、路易斯安那州、太平洋岛屿部分地区和其他沿海地区,气候变化的影响(通过侵蚀和洪水)是如此严重,以至于一些社区已经从与他们的传统和文化认同相联系的历史家园迁移。特别是在阿拉斯加,温度上升、冰雪消融、多年冻土融化的快速发展显著影响关键的基础设施和传统生计。 (10)生态系统及其对社会提供的益处正受到气候变化的影响。生态系统缓冲火灾、洪水和强风暴等极端事件影响的能力正受到压制。气候变化对生物多样性的影响已经在关键的生物事件的时间变化中有所觉察,例如许多物种的春季萌芽和大幅度的范围变化。从长远来看,物种灭绝的风险增加。这些变化具有社会、文化和经济影响。诸如干旱、洪水、森林火灾,以及与气候变化有关的虫害等事件已经破坏了生态系统。这些变化限制了森林、湿地等生态系统的能力,继续在减少这些极端事件对基础设施、人类社会和其他有价值资源的影响方面发挥重要作用。 (11)海水变得温暖、更偏酸性,广泛地影响海洋环流、化学、生态系统和海洋生物。更偏酸性的水抑制贝壳、骨骼和珊瑚礁的形成。温暖的海水伤害珊瑚礁,改变许多海洋物种的分布、丰度和生产力。海水温度的升高、化学性质的变化,以及其他压力,如过度捕捞、沿海与海洋污染,改变基于海洋的粮食生产和危害渔业社区。 (12)规划适应(以解决和为影响做准备)和减缓(例如通过减少温室气体排放,以减少未来气候变化)正变得越来越普遍,但目前实施的努力是不够的,以避免日益增多的负面的社会、环境和经济后果。减少排放、增加碳吸收、适应气候变化、提高应对不可避免的气候变化影响的能力的行动可以提高公众健康和生活质量,促进经济发展与生态系统保护。