Έχετε αναρωτηθεί ποτέ για τη βέλτιστη θερμοκρασία για ζωή στη Γη; Για τους ανθρώπους, οι 20°C είναι άνετοι. Κάθε πιο ζεστό και εμείς λειτουργούν λιγότερο αποτελεσματικά γιατί η απελευθέρωση θερμότητας απαιτεί ενέργεια.
Γνωρίζουμε ότι πολλά είδη μπορούν να ζήσουν σε πολύ πιο κρύες ή θερμότερες θερμοκρασίες από τους ανθρώπους. Αλλά το δικό μας συστηματική αναθεώρηση δημοσιευμένη έρευνα διαπίστωσε ότι οι θερμικές περιοχές των ζώων, των φυτών και των μικροβίων που ζουν στον αέρα και το νερό επικαλύπτονται στους 20°C. Μπορεί αυτό να είναι σύμπτωση;
Για όλα τα είδη, η σχέση με τη θερμοκρασία είναι μια ασύμμετρη καμπύλη σε σχήμα καμπάνας. Αυτό σημαίνει βιολογικές διεργασίες αύξηση ανάλογα με τη θερμοκρασία, φτάσετε στο μέγιστο και στη συνέχεια μειώστε γρήγορα όταν ζεσταθεί πολύ.
Πρόσφατα, μια ερευνητική ομάδα της Νέας Ζηλανδίας παρατήρησε τον αριθμό των θαλάσσιων ειδών δεν κορυφώθηκε στον ισημερινό, όπως έχει συνήθως υποτεθεί. Μάλλον, ο αριθμός μειώθηκε, με κορυφές στις υποτροπικές περιοχές.
Ακολουθω μελέτες έδειξε ότι αυτή η βουτιά έχει γίνει πιο βαθιά από την τελευταία εποχή των παγετώνων πριν από περίπου 20,000 χρόνια. Και βαθαίνει γρηγορότερα λόγω της υπερθέρμανσης των ωκεανών του πλανήτη.
Όταν ο αριθμός των ειδών σχεδιάστηκε σε συνάρτηση με τη μέση ετήσια θερμοκρασία, σημειώθηκε μείωση πάνω από 20°C. Δεύτερη σύμπτωση;
Βιολογικές διεργασίες και βιοποικιλότητα
Έρευνα στην Τασμανία μοντελοποίησαν τους ρυθμούς ανάπτυξης μικροβίων και πολυκύτταρων οργανισμών και βρέθηκε ότι η πιο σταθερή θερμοκρασία για τις βιολογικές τους διεργασίες ήταν επίσης 20°C.
Αυτό το «μοντέλο Corkrey» βασίζεται άλλες μελέτες δείχνοντας 20°C ήταν η πιο σταθερή θερμοκρασία για τα βιολογικά μόρια. Τρίτη σύμπτωση;
Συνεργαστήκαμε με συναδέλφους από τον Καναδά, τη Σκωτία, τη Γερμανία, το Χονγκ Κονγκ και την Ταϊβάν για να αναζητήσουμε γενικά μοτίβα για το πώς η θερμοκρασία επηρεάζει τη ζωή. Προς έκπληξή μας, όπου κι αν κοιτάξαμε διαπιστώναμε ότι, πράγματι, οι 20°C είναι μια καθοριστική θερμοκρασία για πολλά μέτρα βιοποικιλότητας, και όχι μόνο για τα θαλάσσια είδη.
Τα παραδείγματα δείχνουν ότι θερμοκρασίες υψηλότερες από περίπου 20°C έχουν ως αποτέλεσμα μειώσεις σε διάφορα κρίσιμα μέτρα:
-
ανοχή των ειδών της θάλασσας και του γλυκού νερού σε χαμηλό οξυγόνο
-
θαλάσσια πελαγικά (ζωή σε ανοιχτά νερά) και βενθικά (ζωή στον βυθό) παραγωγικότητα φυκιών και ποσοστά θήρευσης ψαριών στο δόλωμα
-
παγκόσμιος πλούτος ειδών σε πελαγικά ψάρια, πλαγκτόν, βενθικά ασπόνδυλα και απολιθωμένα μαλάκια
-
και γενετική ποικιλότητα.
Υπήρξαν επίσης αυξημένες εξαφανίσεις στο αρχείο απολιθωμάτων όταν οι θερμοκρασίες ξεπέρασαν τους 20°C.
Αυξημένος πλούτος ειδών
Σε παγκόσμιο επίπεδο, το εύρος των θερμοκρασιών στις οποίες ζουν τα ψάρια των υφάλων και τα ασπόνδυλα είναι μικρότερο μεταξύ των ειδών των οποίων η γεωγραφική κατανομή επικεντρώνεται στους 20°C. Το ίδιο αποτέλεσμα παρατηρείται στα μικρόβια.
Ενώ πολλά είδη έχουν εξελιχθεί για να ζουν σε θερμότερες και ψυχρότερες θερμοκρασίες, τα περισσότερα είδη ζουν στους 20°C. Επίσης, εξαφανίσεις στο αρχείο απολιθωμάτων - συμπεριλαμβανομένων σφουγγάρια, κοχύλια λαμπτήρων, μαλάκια, θαλάσσια χαλάκια (βρυόζωα), οι αστερίες και οι αχινοί, τα σκουλήκια και τα καρκινοειδή - ήταν χαμηλότερα στους 20°C.
Καθώς τα είδη εξελίσσονται για να ζουν σε θερμοκρασίες πάνω και κάτω από 20°C, η θερμική τους θέση γίνεται ευρύτερη. Αυτό σημαίνει ότι οι περισσότεροι μπορούν ακόμα να ζήσουν στους 20°C ακόμα κι αν κατοικούν πιο ζεστά ή ψυχρότερα μέρη.
Το μαθηματικό μοντέλο Corkrey προβλέπει ότι το θερμικό εύρος πρέπει να ελαχιστοποιηθεί και οι βιολογικές διεργασίες πιο σταθερές και αποτελεσματικές, στους 20°C. Με τη σειρά του, αυτό θα μεγιστοποιήσει τον πλούτο των ειδών σε όλους τους τομείς της ζωής, από τα βακτήρια έως τα πολυκύτταρα φυτά και ζώα. Το μοντέλο παρέχει επομένως μια θεωρητική εξήγηση για αυτό το «φαινόμενο 20°C».
Πρόβλεψη των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής
Το ότι η ζωή φαίνεται να επικεντρώνεται γύρω στους 20°C συνεπάγεται θεμελιώδεις περιορισμούς που διακυβεύουν την ικανότητα των τροπικών ειδών να προσαρμοστούν σε υψηλότερες θερμοκρασίες.
Εφόσον τα είδη μπορούν να αλλάξουν το εύρος τους για να προσαρμοστούν στην υπερθέρμανση του πλανήτη, η επίδραση των 20°C σημαίνει ότι θα υπάρξουν τοπικές αυξήσεις στον πλούτο των ειδών έως και 20°C κατά μέσο όρο ετησίως. Πάνω από αυτό, ο πλούτος θα μειωθεί.
Αυτό σημαίνει ότι τα πολλά θαλάσσια είδη που μπορούν να προσαρμοστούν στην υπερθέρμανση του πλανήτη μετατοπίζοντας τη γεωγραφική τους κατανομή είναι απίθανο να εξαφανιστούν λόγω της κλιματικής αλλαγής.
Ωστόσο, τα είδη της γης μπορεί να μην είναι σε θέση να αλλάξουν τη γεωγραφική κατανομή τους τόσο εύκολα λόγω των τοπίων που τροποποιούνται από τις πόλεις, τη γεωργία και άλλες ανθρώπινες υποδομές.
Το φαινόμενο των 20°C είναι η απλούστερη εξήγηση για τα παραπάνω φαινόμενα, όπως: τάσεις στον πλούτο των ειδών και τη γενετική ποικιλότητα με τη θερμοκρασία. ποσοστά εξαφάνισης στο αρχείο απολιθωμάτων· βιολογική παραγωγικότητα· βέλτιστος ρυθμός ανάπτυξης? και τα ποσοστά θαλάσσιας θήρευσης.
Παρά την πολυπλοκότητα των πολυκυτταρικών ειδών, είναι αξιοσημείωτο ότι οι θερμοκρασιακές αποδόσεις σε κυτταρικό επίπεδο αντικατοπτρίζονται σε αυτές τις άλλες πτυχές της βιοποικιλότητας.
Ακριβώς γιατί οι 20°C είναι ζωτικής σημασίας και ενεργειακά αποδοτικές για τις κυτταρικές διεργασίες μπορεί να οφείλεται στις μοριακές ιδιότητες του νερού που σχετίζονται με τα κύτταρα. Αυτές οι ιδιότητες μπορεί επίσης να είναι γιατί οι ~42°C φαίνονται ως απόλυτο όριο για τα περισσότερα είδη.
Η μεγαλύτερη επίγνωση αυτού του φαινομένου των 20°C μπορεί να οδηγήσει σε νέες ιδέες για το πώς η θερμοκρασία ελέγχει τις διαδικασίες του οικοσυστήματος, την αφθονία και τη διανομή των ειδών και την εξέλιξη της ζωής.
Μαρκ Τζον Κοστέλο, Καθηγητής, Σχολή Βιοεπιστημών και Υδατοκαλλιέργειας, Πανεπιστήμιο Nord και Ross Corkrey, Επίκουρος Ερευνητής στη Βιοστατιστική, Πανεπιστήμιο της Τασμανίας
Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.
Βιβλία για το Περιβάλλον από τη λίστα με τα Best Sellers του Amazon
"Σιωπηλή Άνοιξη"
από τη Ρέιτσελ Κάρσον
Αυτό το κλασικό βιβλίο αποτελεί ορόσημο στην ιστορία του περιβαλλοντισμού, εφιστώντας την προσοχή στις βλαβερές επιπτώσεις των φυτοφαρμάκων και τις επιπτώσεις τους στον φυσικό κόσμο. Το έργο του Carson βοήθησε να εμπνεύσει το σύγχρονο περιβαλλοντικό κίνημα και παραμένει επίκαιρο σήμερα, καθώς συνεχίζουμε να παλεύουμε με τις προκλήσεις της περιβαλλοντικής υγείας.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
"Η ακατοίκητη γη: Η ζωή μετά την θέρμανση"
του Ντέιβιντ Γουάλας-Γουέλς
Σε αυτό το βιβλίο, ο David Wallace-Wells προειδοποιεί για τις καταστροφικές συνέπειες της κλιματικής αλλαγής και την επείγουσα ανάγκη αντιμετώπισης αυτής της παγκόσμιας κρίσης. Το βιβλίο βασίζεται σε επιστημονική έρευνα και παραδείγματα πραγματικού κόσμου για να παρέχει μια νηφάλια ματιά στο μέλλον που αντιμετωπίζουμε εάν αποτύχουμε να αναλάβουμε δράση.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
"Η κρυφή ζωή των δέντρων: Τι νιώθουν, πώς επικοινωνούν; Ανακαλύψεις από έναν μυστικό κόσμο"
από τον Peter Wohlleben
Σε αυτό το βιβλίο, ο Peter Wohlleben εξερευνά τον συναρπαστικό κόσμο των δέντρων και τον ρόλο τους στο οικοσύστημα. Το βιβλίο βασίζεται στην επιστημονική έρευνα και τις εμπειρίες του Wohlleben ως δασοφύλακα για να προσφέρει πληροφορίες για τους περίπλοκους τρόπους με τους οποίους τα δέντρα αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και τον φυσικό κόσμο.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
"Το σπίτι μας φλέγεται: Σκηνές μιας οικογένειας και ενός πλανήτη σε κρίση"
των Γκρέτα Τούνμπεργκ, Σβάντε Τούνμπεργκ και Μαλένα Έρνμαν
Σε αυτό το βιβλίο, η ακτιβίστρια για το κλίμα Γκρέτα Τούνμπεργκ και η οικογένειά της προσφέρουν μια προσωπική αφήγηση του ταξιδιού τους για να αυξήσουν την ευαισθητοποίηση σχετικά με την επείγουσα ανάγκη αντιμετώπισης της κλιματικής αλλαγής. Το βιβλίο παρέχει μια ισχυρή και συγκινητική περιγραφή των προκλήσεων που αντιμετωπίζουμε και της ανάγκης για δράση.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
"The Sixth Extinction: An Unnatural History"
από την Elizabeth Kolbert
Σε αυτό το βιβλίο, η Elizabeth Kolbert εξερευνά τη συνεχιζόμενη μαζική εξαφάνιση ειδών που προκαλείται από την ανθρώπινη δραστηριότητα, βασιζόμενη σε επιστημονική έρευνα και παραδείγματα πραγματικού κόσμου για να παρέχει μια νηφάλια ματιά στον αντίκτυπο της ανθρώπινης δραστηριότητας στον φυσικό κόσμο. Το βιβλίο προσφέρει μια συναρπαστική έκκληση για δράση για την προστασία της ποικιλομορφίας της ζωής στη Γη.
