Naisip mo na ba ang tungkol sa pinakamainam na temperatura para sa buhay sa Earth? Para sa mga tao, ang 20°C ay komportable. Any warmer at kami magtrabaho nang hindi gaanong mahusay dahil ang pagpapakawala ng init ay nangangailangan ng enerhiya.
Alam namin na maraming mga species ang maaaring mabuhay sa mas malamig o mas mainit na temperatura kaysa sa mga tao. Ngunit ang aming systematic review ng nai-publish na pananaliksik ay natagpuan ang mga thermal range ng mga hayop, halaman at mikrobyo na naninirahan sa hangin at tubig na magkakapatong sa 20°C. Maaaring ito ay isang pagkakataon?
Para sa lahat ng species, ang kaugnayan sa temperatura ay isang walang simetriko na hugis ng kampanilya. Nangangahulugan ito ng mga biological na proseso pagtaas alinsunod sa temperatura, maabot ang maximum, at pagkatapos ay mabilis na bumaba kapag ito ay masyadong mainit.
Kamakailan, napansin ng isang grupo ng pananaliksik sa New Zealand ang bilang ng mga marine species hindi sumikat sa ekwador, gaya ng karaniwang ipinapalagay. Sa halip, bumaba ang bilang, na may mga taluktok sa subtropika.
Pag-asikaso mga agham ay nagpakita na ang paglubog na ito ay lumalalim mula noong huling panahon ng yelo mga 20,000 taon na ang nakalilipas. At mas mabilis itong lumalalim dahil sa global ocean warming.
Kapag ang bilang ng mga species ay na-plot laban sa average na taunang temperatura, nagkaroon ng pagbaba sa itaas 20°C. Ang pangalawang pagkakataon?
Biyolohikal na proseso at biodiversity
Pananaliksik sa Tasmania namodelo ang mga rate ng paglago ng mga mikrobyo at multi-cellular na organismo at natagpuan ang pinaka-matatag na temperatura para sa kanilang mga biological na proseso ay 20°C din.
Ang "Corkrey model" na ito ay binuo iba pang mga pag-aaral na nagpapakita ng 20°C ay ang pinaka-matatag na temperatura para sa mga biyolohikal na molekula. Pangatlong pagkakataon?
Nakipagtulungan kami sa mga kasamahan mula sa Canada, Scotland, Germany, Hong Kong at Taiwan para maghanap ng mga pangkalahatang pattern kung paano nakakaapekto ang temperatura sa buhay. Sa aming sorpresa, kahit saan kami tumingin ay patuloy naming natagpuan na, sa katunayan, ang 20°C ay isang mahalagang temperatura para sa maraming sukat ng biodiversity, at hindi lamang para sa mga marine species.
Ipinapakita ng mga halimbawa ang temperaturang mas mainit kaysa sa humigit-kumulang 20°C na nagreresulta sa pagbaba sa iba't ibang mahahalagang hakbang:
-
tolerance ng marine at freshwater species sa mababang oxygen
-
marine pelagic (open water living) at benthic (seabed living) algal productivity at predation rate ng isda sa pain
-
pandaigdigang yaman ng mga species sa pelagic fish, plankton, benthic invertebrates at fossil molluscs
-
at pagkakaiba-iba ng genetic.
Nagkaroon din ng mga tumaas na pagkalipol sa fossil record kapag ang temperatura ay lumampas sa 20°C.
Nadagdagang kayamanan ng mga species
Sa buong mundo, ang hanay ng mga temperatura kung saan nakatira ang mga reef fish at invertebrate ay pinakamakitid sa mga species na ang heyograpikong distribusyon ay nakasentro sa 20°C. Ang parehong epekto ay nakikita sa microbes.
Bagama't maraming mga species ang nag-evolve upang mabuhay sa mas mainit at mas malamig na temperatura, karamihan sa mga species ay nabubuhay sa 20°C. Gayundin, ang mga pagkalipol sa talaan ng fossil – kabilang ang mga espongha, lamp shell, mollusc, sea mat (mga bryozoan), starfish at sea urchin, worm at crustacean - ay mas mababa sa 20°C.
Habang nagbabago ang mga species upang mabuhay sa mga temperaturang mas mataas at mas mababa sa 20°C, mas lumalawak ang kanilang thermal niche. Nangangahulugan ito na karamihan ay maaari pa ring mabuhay sa 20°C kahit na sila ay naninirahan sa mas mainit o mas malamig na mga lugar.
Ang mathematical na modelo ng Corkrey ay hinuhulaan na ang thermal breadth ay dapat mabawasan, at ang mga biological na proseso ay pinaka-matatag at mahusay, sa 20°C. Sa turn, dapat nitong i-maximize ang kayamanan ng mga species sa lahat ng domain ng buhay, mula sa bacteria hanggang sa multi-cellular na mga halaman at hayop. Ang modelo samakatuwid ay nagbibigay ng teoretikal na paliwanag para sa "20°C effect" na ito.
Paghula sa mga epekto ng pagbabago ng klima
Ang buhay na iyon ay tila nakasentro sa paligid ng 20°C ay nagpapahiwatig ng mga pangunahing hadlang na nakompromiso ang kakayahan ng mga tropikal na species na umangkop sa mas mataas na temperatura.
Hangga't ang mga species ay maaaring ilipat ang kanilang mga hanay upang umangkop sa global warming, ang epekto ng 20°C ay nangangahulugan na magkakaroon ng lokal na pagtaas sa kayamanan ng mga species hanggang sa taunang average na 20°C. Higit pa riyan, bababa ang kayamanan.
Nangangahulugan ito na ang maraming mga marine species na maaaring umangkop sa global warming sa pamamagitan ng paglilipat ng kanilang heograpikong distribusyon ay malamang na hindi mawawala dahil sa pagbabago ng klima.
Gayunpaman, maaaring hindi madaling ilipat ng mga species ng lupa ang kanilang mga heograpikong distribusyon dahil sa mga landscape na binago ng mga lungsod, pagsasaka at iba pang mga imprastraktura ng tao.
Ang 20°C effect ay ang pinakasimpleng paliwanag para sa mga phenomena sa itaas, kabilang ang: mga uso sa kayamanan ng species at pagkakaiba-iba ng genetic na may temperatura; mga rate ng pagkalipol sa talaan ng fossil; biological na produktibidad; pinakamainam na rate ng paglago; at marine predation rate.
Sa kabila ng pagiging kumplikado ng mga multi-cellular species, kapansin-pansin na ang cellular-level na kahusayan sa temperatura ay makikita sa iba pang mga aspeto ng biodiversity.
Ang eksaktong dahilan kung bakit mahalaga ang 20°C at matipid sa enerhiya para sa mga proseso ng cellular ay maaaring dahil sa mga molecular properties ng tubig na nauugnay sa mga cell. Ang mga katangiang ito ay maaari ding maging dahilan kung bakit ang ~42°C ay tila ganap na limitasyon para sa karamihan ng mga species.
Ang higit na kaalaman sa epektong ito ng 20°C ay maaaring humantong sa mga bagong insight sa kung paano kinokontrol ng temperatura ang mga proseso ng ecosystem, kasaganaan at distribusyon ng mga species, at ang ebolusyon ng buhay.
Mark John Costello, Propesor, Faculty ng Biosciences at Aquaculture, University ng Nord at Ross Corkrey, Adjunct Senior Researcher sa Biostatistics, University of Tasmania
Ang artikulong ito ay muling nai-publish mula sa Ang pag-uusap sa ilalim ng lisensya ng Creative Commons. Basahin ang ang orihinal na artikulo.
Mga Aklat sa The Environment mula sa listahan ng Best Seller ng Amazon
"Tahimik na Spring"
ni Rachel Carson
Ang klasikong aklat na ito ay isang palatandaan sa kasaysayan ng environmentalism, na binibigyang pansin ang mga nakakapinsalang epekto ng mga pestisidyo at ang epekto nito sa natural na mundo. Nakatulong ang gawain ni Carson na magbigay ng inspirasyon sa modernong kilusang pangkapaligiran at nananatiling may kaugnayan ngayon, habang patuloy tayong nakikipagbuno sa mga hamon ng kalusugan sa kapaligiran.
I-click para sa karagdagang impormasyon o para mag-order
"The Uninhabitable Earth: Life After Warming"
ni David Wallace-Wells
Sa aklat na ito, nag-aalok si David Wallace-Wells ng matinding babala tungkol sa mapangwasak na epekto ng pagbabago ng klima at ang agarang pangangailangang tugunan ang pandaigdigang krisis na ito. Gumagamit ang aklat ng siyentipikong pananaliksik at mga halimbawa sa totoong mundo upang magbigay ng isang makahulugang pagtingin sa hinaharap na ating kinakaharap kung hindi tayo gumawa ng aksyon.
I-click para sa karagdagang impormasyon o para mag-order
"The Hidden Life of Trees: What They Feel, How They Communicate? Discoveries from A Secret World"
ni Peter Wohlleben
Sa aklat na ito, ginalugad ni Peter Wohlleben ang kamangha-manghang mundo ng mga puno at ang kanilang papel sa ecosystem. Ang aklat ay kumukuha ng siyentipikong pananaliksik at ang sariling mga karanasan ni Wohlleben bilang isang forester upang mag-alok ng mga insight sa mga kumplikadong paraan ng pakikipag-ugnayan ng mga puno sa isa't isa at sa natural na mundo.
I-click para sa karagdagang impormasyon o para mag-order
"Nasusunog ang Ating Bahay: Mga Eksena ng Isang Pamilya at Isang Planeta sa Krisis"
nina Greta Thunberg, Svante Thunberg, at Malena Ernman
Sa aklat na ito, ang aktibista sa klima na si Greta Thunberg at ang kanyang pamilya ay nag-aalok ng isang personal na account ng kanilang paglalakbay upang itaas ang kamalayan tungkol sa agarang pangangailangan upang matugunan ang pagbabago ng klima. Ang aklat ay nagbibigay ng isang makapangyarihan at nakakaantig na salaysay ng mga hamon na kinakaharap natin at ang pangangailangan para sa pagkilos.
I-click para sa karagdagang impormasyon o para mag-order
"Ang Ikaanim na Pagkalipol: Isang Hindi Likas na Kasaysayan"
ni Elizabeth Kolbert
Sa aklat na ito, sinaliksik ni Elizabeth Kolbert ang patuloy na malawakang pagkalipol ng mga species na dulot ng aktibidad ng tao, na kumukuha ng siyentipikong pananaliksik at mga tunay na halimbawa sa mundo upang magbigay ng isang malalim na pagtingin sa epekto ng aktibidad ng tao sa natural na mundo. Nag-aalok ang aklat ng isang nakakahimok na tawag sa pagkilos upang protektahan ang pagkakaiba-iba ng buhay sa Earth.
