文摘
地球上的生命是不同的在许多方面,这意味着有很多品种在物种和有许多不同种类的物种。这种多样性提供了很多的资源,人类需要和提高我们的生活质量。地球上所有的生物都受到地球的气候的影响,但他们也影响地球的气候。在本文中,我们展示了研究植物,动物,微生物可以帮助我们更好地理解生物如何影响和应对气候变化。本研究也为我们提供了了解未来可能像地球上的生命。这些知识将帮助我们保护我们的地球和拥有的生物的有害影响未来的气候变化。
什么是生物多样性?
许多不同种类的微生物、植物和动物(包括人)生活在地球上。总的来说,所有这些不同的生物组成地球的生物多样性。生物多样性包括遗传多样性在物种中个人和群体。生物多样性还包括物种多样性、物种和社区内的生态系统。生物多样性为人类提供了许多重要的资源,如各种各样的有营养的食物,和娱乐活动。此外,生物多样性可能是重要的文化原因,包括国家身份和宗教仪式。生物多样性还拥有潜在的未被发现的好处,比如潜在的新药物和保护农业和牲畜疾病暴发。出于以上原因,我们必须努力理解和保护地球的生物多样性。
生物导致气候如何?
生物显然是依赖于他们的环境,但他们也影响他们在全球范围内环境中。生物可以影响全球气候,因为他们的巨大的数字。例如,大多数的二氧化碳(有限公司2)在空气中最终是通过食用岩石风化成河溶解营养素(图1)。然而,地球上的植物和微生物的大量共同控制公司的数量2仍在空气中,因为他们把它构建自己的身体。这是重要的气候,因为有限公司2热量在地球的大气层,温室效应,导致全球变暖。
- 图1——自然的碳循环中,地球发出有限公司2从火山。
- 这主要是岩石的化学风化作用转换成溶解营养素,是由植物与大气和海洋生物有限公司2。生物的生长和死亡在近乎完美的平衡,只有足够的碳沉积到土壤和海洋沉积物平衡火山释放的量。人类活动释放近100倍的碳比公布的自然循环,导致上升的大气CO2水平和全球变暖1]。插图:电子microsco5pe图像的一些海洋生物使用碳:海洋浮游动物(放射虫:蓝色)和浮游植物(硅藻:绿色)。
根据国际自然保护联盟(IUCN)1世界森林吸收大约三分之一的股份有限公司2这是释放燃烧化石燃料(如天然气、石油和煤)。此外,全球碳计划2报道说,四分之一的有限公司2从燃烧化石燃料释放迅速被海洋吸收。在那里,海洋微生物有限公司2并使用它来构建他们的细胞。
绝大多数的生物碳被再次释放的空气在生物体死后几年。但是,一小部分的碳沉积在土壤中或海洋沉积物。这从环境中去除碳是由火山流程基本持平。数亿年后,碳返回到空气有限公司2当火山爆发时,完成自然碳循环(图1)。大气有限公司2急剧增加,因为许多人类活动依靠燃烧化石燃料。燃烧释放回大气碳有限公司2(1]3。目前,人类活动释放公司近100倍2比火山喷发到大气中(1]。
因此,人类必须对气候变化解决方案的一部分。我们可以停止燃烧化石燃料和砍伐森林。积极重新造林和恢复或保留其他自然系统,储存大量的碳(如泥炭地)应对气候变化也很重要。科学家认为,如果海洋温度的升高,将会有更少的carbon-removing微生物(图1插入)。这将使更多的公司2在大气中。防止全球变暖将会帮助保护海洋的微生物,从而帮助阻止气候变化。
气候如何影响生物多样性?
生活不仅影响气候,但气候也会影响生活2]。随着地球气候的变化,一些人能够耐受可能生存和繁殖的新条件,传递他们的宽容的特征,而另一些人会死去。这个过程称为进化。一些生物迁移遵循的条件是正确的。动物可能会因为温度过高,或者因为食物来源变得稀缺。但并不是所有的物种可以移动。例如,生物在极地地区还是在山的顶端已经生活在地球上最冷的地方。当气候变化迅速,许多物种无法足够快地调整,和灭绝3]。生物与环境的相互作用可以影响地球的生物多样性在许多方面。
一个物种的变化会影响其他物种在同一社区。长期研究的物种之间的相互作用是重要的预测未来的地球上的生命。例如,科学家们研究了伊迪丝的checkerspot蝴蝶70多年(图2)。在一个站点,蝴蝶的成功依赖于一个植物物种(蓝眼睛的玛丽)。然后牛牧场主带来了一个新的工厂(车前草)。伊迪丝checkerspot完全转向用车前草。牛从土地时,植物群落变化了,这一次完全蝴蝶种群灭绝。有时人类改变环境的太快,人口调整4。这可能发生,如果没有足够的人在人群中能够耐受新的情况。
- 图2 -伊迪丝checkerspot蝴蝶生活在许多栖息地,从海边到加州内华达山脉的最高峰。
- 这种蝴蝶对气候变化很敏感。整个人口在极端气候事件完全可以相继死去。作为北美西部温暖了0.7°C,许多人口遭受低elevations-about 40%的人口低于8000英尺的死在我们的研究。同时,只有15%的人口超过8000英尺。物种的范围的中心转移比之前高300英尺(4]。
珊瑚是另一个重要的例子。这些动物建立骨架与一种叫碳酸钙(CaCO的物质3),形成珊瑚礁像澳大利亚的大堡礁。珊瑚礁的形成取决于公司的数量2在大气中,因为影响多少有限公司2被大海。有限公司2与海水反应生成碳酸,使海洋酸性更强5。当海水酸性,它减少了珊瑚的生长和存活。珊瑚礁是重要ecosystems-they提供温床鱼和隐藏斑点为其他海洋生物。没有礁石,海洋社区变得更不稳定和崩溃5]。
海洋栖息地含盐量也经历着快速的变化。世界各地的降雨模式正在改变,极地冰川正在迅速融化。两极附近的海洋越来越咸,而海洋接近赤道越来越咸。这些快速变化对海洋生物造成巨大压力,因为盐水平必须保持适当的函数。咸的一些种群进化条件,但其他人会死。物种不住很长的可以发展得更快。例如,一些桡脚类动物(小型甲壳类动物)仅几周和平均盐宽容生活的人口可以增加在仅仅几年。然而,长寿植物和动物进化上花费更长的时间。这也适用于许多鱼的数量可能下降的数字或死亡完全由于盐度的变化。
气候变化条件下可能也会允许非本地物种茁壮成长,成为入侵。这部分是因为本地物种可能会强调气候变化的条件。外来入侵物种可能更宽容的新条件,甚至可能更加积极入侵地区比在本国领域!一个例子是日本虎杖。这种植物容忍很多不安和紧张的栖息地,已经在全世界许多地区6。
我们如何预测生物如何应对气候变化?
科学家研究生物体是如何改变的自然条件和实验条件下。100多年来,研究生物体的自然条件显示生命周期的变化和分布的植物,动物,微生物在海洋、湖泊、河流和陆地上的气候变化(2]。暖冬和泉水造成植物花卉,树木生长叶子,和鸟类和蝴蝶迁移。许多植物和动物已经接近两极和更高的山,他们试图跟上气候变化(图2)。
很难预测会发生什么生物当地球变得更热。一种方法是仔细看看珊瑚,因为它们提供了一个重要的窗口到过去的气候(图3)。珊瑚生长缓慢,他们周围的海洋的化学合并到他们的骨骼。科学家可以“阅读”这一信息,并用它来重建过去生活条件的珊瑚。一些珊瑚是500岁,给我们化学过去500年的历史几乎逐月!
- 图3 -(一)科学家潜水到一个古老的大规模珊瑚样本。
- (B)示例删除和重建地球的过去气候分析。(C)洞里满是水泥珊瑚骨骼有相似的属性,所以没有穴居动物可以输入和伤害珊瑚。(D)珊瑚不是伤害这一过程。从示例中,我们可以看到珊瑚的密度像只好带。一个黑色和一个光乐队代表1年。
科学家还研究化石从遥远的过去。在大跨度,植物,动物,微生物被迫应对气候变化非常大。有时,变化大小相似,我们将看到在未来的气候变化。在化石记录中,我们可以看到发生了什么生活当气候发生了巨大的变化3]。在主要的地球过去的气候变化,许多物种迁移到更舒适的位置,一些物种灭绝,很少设法留在地方,适应新的气候。
生物多样性如何帮助我们理解未来?
据我们所知,地球上的生命的多样性在宇宙中是独一无二的。这种多样性为人类提供了我们需要的许多东西生存。植物和微生物在陆地和海洋,产生氧气,所有动物(包括人类)需要呼吸。海洋渔业为许多人提供食物和工作。珊瑚礁、湿地和红树林保护我们的海岸。森林为我们提供木材建造的东西,我们的耕地给我们食物。此外,生物去除有限公司2从大气和海洋。没有他们,温度会热得多。生物也受到环境变化的影响。气候会影响资源的可用性和化学的海洋。通过研究许多不同类型的生活和许多不同的环境中,我们希望理解生活将如何回应和影响未来的气候变化。
作者的注意
作者都是法德再次使我们的星球伟大计划的一部分(https://makeourplanetgreatagain-cnrs.com/和https://tinyurl.com/mopga-gri),这在一定程度上支持研究生活和气候之间的相互作用。
术语表
生物多样性:↑各种各样的生活(植物、动物和微生物)以在某一物种,生态系统或在地球上。
进化:↑特征的变化通过一代又一代的传承下来的生物。一些特征,或改编,帮助个人在他们独特的环境中生存和成功。
珊瑚:↑1:一个很小的软体动物。珊瑚生活在殖民地和构建的骨架。2:一块石头珊瑚的骨架材料。
外来入侵物种:↑生物体被安置到一个新的位置,他们之前不存在但然后开始改变或威胁到当地社区。
的利益冲突
作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
脚注
1。↑国际自然保护联盟(IUCN);https://www.iucn.org)就像政府间气候变化专门委员会(IPCC),但与一个特定的专注于多样性的保护。像联合国政府间气候变化专门委员会,它是由~ 200政府和公民社会组织,通过政府间研究和政策是建立政府批准。
3所示。↑除了这个系列的文章,在气候变化和全球变暖的更多信息,查看这些页面:美国国家航空航天局气候孩子:回家和气候变化和全球变暖。
4所示。↑在Youtube上看到的故事,伊迪丝checkerspot:伊迪丝的故事checkerspot:蝴蝶夹在进化的陷阱。
5。↑想要了解更多关于海洋酸化的影响,看到关于潜在影响的短篇动画在缅因湾海洋生物气候灾难美国缅因州海湾的第2部分:酸在海湾地区。
6。↑了解更多关于入侵日本虎杖,看到Attempto最近的文章!杂志:https://tinyurl.com/AttemptoKnotweed。
引用
[1]↑Masson-Delmotte, V。翟,P。皮拉尼,。康纳斯,s . L。凯旋歌,C。伯杰,S。、编辑等。联合国政府间气候变化专门委员会,2021:总结为决策者。2021年气候变化:物理科学基础工作组的贡献我第六政府间气候变化专门委员会的评估报告。剑桥大学出版社。网上:https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/
[2]↑帕尔玛,c . 2006。生态和进化反应最近的气候变化。为基础。启生态。另一个星球。系统。37:637 - 69。doi: 10.1146 / annurev.ecolsys.37.091305.110100
[3]↑Trubovitz, S。拉撒路,D。Renaudie, J。高贵,p . j . 2020。海洋浮游生物灭绝显示阈值应对气候变化新第三纪。Nat。Commun。11:5069。doi: 10.1038 / s41467 - 020 - 18879 - 7
[4]↑帕尔玛,c . 1996。气候和物种的范围。自然。382:765-6。doi: 10.1038 / 382765 a0
[5]↑Pandolfi, j . M。Connolly, s R。马歇尔,d J。科恩,a . l . 2011。突出珊瑚礁期货在全球变暖,海洋酸化。科学。333:418-22。doi: 10.1126 / science.1204794