化石记录揭开气候变化灭绝风险的秘密

化石记录揭开气候变化灭绝风险的秘密艺术再现三叠纪晚期与气候变化相关的物种灭绝事件之前（左）和之后（右）的海底场景。资料来源：MaijaKarala在地球生命史上，过去的气候变化（通常由火山活动导致的温室气体自然变化引起）是无数物种灭绝的原因。但是，迄今为止，人们还不清楚是什么因素导致物种对这种变化的适应力增强或减弱，也不清楚气候变化的程度如何影响物种灭绝的风险。在牛津大学研究人员的领导下，这项新研究通过分析过去4.85亿年来海洋无脊椎动物（如海胆、蜗牛和贝类）的化石记录，试图回答这个问题。海洋无脊椎动物有丰富的化石记录，而且研究得很透彻，因此可以确定物种灭绝的时间和可能的原因。信息图表总结了研究发现的决定物种因气候变化而灭绝风险的关键特征和因素。资料来源：MirantaKouvari（科学图形设计）。研究人员利用涵盖9200多个属的29万多条化石记录，整理出了一个可能影响灭绝恢复力的关键特征数据集，其中包括以前未深入研究过的特征，如偏好温度。研究人员将这些特征信息与气候模拟数据相结合，建立了一个模型，以了解哪些因素在气候变化期间对确定灭绝风险最为重要。主要发现作者发现，受气候变化影响较大的物种更容易灭绝。特别是，在不同地质阶段气温变化达到或超过7°C的物种更容易灭绝。作者还发现，在极端气候条件下（如极地地区）的物种更容易灭绝，而只能在狭窄的温度范围（尤其是低于15°C的温度范围）内生活的动物灭绝的可能性要大得多。然而，地理范围的大小是预测灭绝风险的最有力因素。地理范围较大的物种灭绝的可能性要小得多。体型也很重要，体型较小的物种更容易灭绝。所研究的所有特征对灭绝风险都有累积影响。例如，同时具有较小地理范围和较窄热范围的物种甚至比只具有其中一种特征的物种更容易灭绝。该研究的第一作者库珀-马拉诺斯基（牛津大学地球科学系）说："我们的研究发现，地理范围是预测海洋无脊椎动物灭绝风险的最有力因素，但气候变化的幅度也是预测灭绝的重要因素，这对当今面临气候变化的生物多样性具有影响。"目前，人类驱动的气候变化已经将许多物种推向或超越了灭绝的边缘，这些结果有助于确定面临最大风险的动物，并为保护它们的战略提供依据。领衔作者艾琳-索普教授（牛津大学地球科学系）说："地质历史的证据表明，根据气候变化的预测，全球生物多样性面临着严峻的未来。特别是，我们的模型表明，生活在两极或热带地区、热范围小于15°C的物种可能面临最大的灭绝风险。然而，如果局部气候变化足够大，就会导致全球范围内的物种大量灭绝，有可能使我们更接近第六次物种大灭绝。据研究小组称，未来的工作应探索气候变化如何与海洋酸化和缺氧（海水缺氧）等其他可能导致物种灭绝的因素相互作用。布里斯托尔大学地理科学学院的研究人员也参与了这项研究。布里斯托尔大学的丹-伦特（DanLunt）教授说："这项研究表明，在地球历史上，海洋生物的灭绝风险与气候变化密不可分。当我们不顾一切地继续通过燃烧化石燃料造成气候变化时，这应该成为对人类的一个严酷警告。"编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1423280.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1423280.htm

海洋表面二氧化碳能力的临界点可能会加速气候变化

海洋表面二氧化碳能力的临界点可能会加速气候变化下降的原因是出现了一个低碱度水的表层，阻碍了海洋吸收二氧化碳的能力。碱度是一种化学特性，它影响到二氧化碳在海水中的溶解能力。作者说，尽管由于全球努力限制温室气体排放，研究中使用的排放情景不太可能，但这些发现揭示了一个以前未知的临界点，如果被激活，将对全球变暖踩下一记重重的刹车。得克萨斯大学地球物理研究所研究员MegumiChikamoto说："我们需要考虑这些最坏的情况，以了解我们的二氧化碳排放不仅在本世纪，而且在下世纪和下下世纪可能对海洋产生的影响。"这项研究发表在《地球物理研究通讯》杂志上。2017年，墨西哥湾上空的波涛汹涌的海面。德克萨斯大学地球物理研究所领导的研究发现，未来的变暖可能引发海洋表面的化学变化，从而加速全球变暖。资料来源：杰克逊地球科学学院/Tiannong"Skyler"Dong海洋吸收了人类产生的大约三分之一的二氧化碳排放。气候模拟以前显示，海洋对二氧化碳的吸收随着时间的推移而减慢，但没有人考虑将碱度作为一种解释。为了得出结论，研究人员重新计算了450年模拟的各个部分，直到他们发现碱度是导致减缓的一个关键原因。根据研究结果，这种影响始于极端的气候变化，它使降雨量增高并减缓了洋流。这使得海洋表面覆盖着一层温暖的淡水，不容易与下面更冷、碱性更大的水混合。随着这个表层变得更加饱和，其碱度下降，其吸收二氧化碳的能力也随之下降。最终的结果是，表层成为吸收二氧化碳的障碍。这意味着更少的温室气体进入海洋，更多的温室气体被留在了大气中。这反过来又产生了更快的变暖，从而维持并加强了低碱度的表层。共同作者，德克萨斯大学地球物理研究所的附属研究员和科罗拉多大学的副教授PedroDiNezio说，这一发现有力地提醒我们，世界需要减少二氧化碳的排放以避免跨越这个和其他临界点。他说："无论是这一现象还是冰原的崩溃，在我们的未来有可能潜伏着一系列相关的危机，我们需要不惜一切代价避免。他说，下一步是要弄清楚碱性机制是否在更温和的排放情况下被触发。"共同作者、曾为政府间气候变化专门委员会2021年气候报告做出贡献的科罗拉多大学教授NikkiLovenduski说，该研究的发现将帮助科学家对未来的气候变化做出更好的预测。她说："这篇论文表明，气候变化问题可能会因为一些尚不清楚的事情而加剧。但是这项特殊的研究所揭示的海洋气候反馈机制将开辟新的研究途径，帮助我们更好地了解碳循环、过去的气候变化，也许还能为未来的问题提出解决方案。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1348565.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1348565.htm

新研究揭示让动物更易因气候变化灭绝的因素

新研究揭示让动物更易因气候变化灭绝的因素英国牛津大学一项新研究，通过研究化石记录揭示了让动物更易因气候变化灭绝的因素，有助确定当今哪些物种最易受人为因素导致的气候变化影响，为制定保护战略提供依据。新华社星期一（3月11日）报道，英国牛津大学近日发布公报说，在地球生命史上，过去的气候变化通常由火山活动导致的温室气体自然变化引起，曾是造成无数物种灭绝的“祸首”。但迄今人们并不清楚哪些因素可使物种对气候变化的适应力增强或减弱，也不清楚气候变化幅度如何影响物种灭绝风险。牛津大学、布里斯托尔大学的研究人员合作分析了众多海洋无脊椎古动物的化石记录，其中有的物种存活于距今约4.85亿年前，这些记录涵盖9200多个属。研究人员整理出可能影响物种复原力的关键特征的数据集，再将这些特征信息与气候模拟数据相结合建立新的模型，以了解在气候变化期间哪些因素对确定灭绝风险最为重要。研究发现，面临气候变化幅度相对更大的物种更有可能灭绝，尤其是在不同地质阶段经历过气温变化幅度达到或超过七摄氏度的物种；生活在极地地区等极端气候条件下的物种，以及只能适应小幅气温变化的物种，灭绝几率更高；物种生存的地理范围大小是预测灭绝风险的最有力因素，地理分布范围较大的物种，其灭绝的可能性要小得多；体型也很重要，体型较小的物种灭绝风险较高。所有上述特征对灭绝风险都有累积影响。例如，同时具有较小地理分布范围和较窄温度适应范围的物种，比只具备其中一项特征的物种更容易灭绝。研究人员认为，未来应探索气候变化如何与其他可能导致物种灭绝的因素相互作用，如海洋酸化、海水缺氧等。相关论文已发表在美国《科学》杂志上。2024年3月11日10:01PM

气候变化正在改变鱼类觅食行为 可能导致物种灭绝

气候变化正在改变鱼类觅食行为可能导致物种灭绝根据《自然-气候变化》杂志最近的一项研究，鱼类正在调整它们的捕猎和进食模式，以应对海洋温度的升高。在德国生物多样性综合研究中心（iDiv）和耶拿弗里德里希-席勒大学研究人员的领导下，研究人员发现波罗的海的鱼类会通过消耗它们最先遇到的猎物来应对温度的升高。这种觅食行为的变化导致鱼类选择数量更多、体型更小的猎物。在所有温度条件下，它们所处环境中的小型猎物包括脆星、小型甲壳类动物、蠕虫和软体动物。鱼类和许多其他消费物种一样，在气温升高时需要更多的食物，因为它们的新陈代谢也会加快。虽然更丰富的猎物能提供直接的能量来源，但这种所谓的灵活觅食行为意味着鱼类会失去机会，无法通过捕食能提供更多热量的大型猎物来满足长期的能量需求。欧洲比目鱼（Platichthysflesus）是一种坐等捕食者，也是研究数据库中的六个物种之一。图片来源：JFredriksson，维基共享资源食物网模型计算显示，鱼类的能量需求与其实际食物摄入量之间的这种不匹配可能会导致更多的物种在气候变暖的条件下灭绝，鱼类最终会因为摄入的食物不足以满足其能量需求而饿死。该模型也可应用于其他消费物种，它表明，对于食物链中较高的物种来说，情况尤其如此。作者认为，总体而言，这种灵活的觅食行为可能会使生物群落更容易受到气候变化的影响。第一作者、iDiv和耶拿大学的BenoitGauzens解释说："人们通常认为，物种会调整它们的觅食方式，以最大限度地消耗能量，但这些发现表明，鱼类以及其他动物可能会以意想不到的低效方式应对气候变化带来的压力"。来自鱼胃的数据研究人员分析了基尔湾六种重要商业鱼类十年来的胃内容物数据，这些鱼类的觅食策略各不相同。例如，欧洲比目鱼（Platichthysflesus）等比目鱼往往是坐等捕食者，而大西洋鳕鱼（Gadusmorhua）则是更积极的觅食者。研究人员使用了波罗的海西部基尔湾六种不同鱼类胃内容物的数据库。图片来源：N-爱因斯坦，维基共享资源这些数据从1968年到1978年常年收集，有助于了解鱼类的饮食情况--它们胃里的食物--以及在不同温度下它们所处环境中存在的猎物。胃内容物表明，随着水域温度升高，鱼类逐渐将注意力从数量较少的猎物转移到数量较多的猎物上。莱布尼兹淡水生态与内陆渔业研究所（IGB）的合著者格雷戈尔-卡林卡特（GregorKalinkat）补充说："波罗的海和其他地方的鱼类物种正面临着多种人为压力，如过度捕捞或污染。在气候变暖的情况下，更低效的猎物搜寻行为可能是导致鱼类种群无法恢复的另一个因素，而这一因素迄今为止一直被忽视。"利用这些见解，研究人员随后使用基于理论群落的数学食物网模型，计算了在不同温度下觅食行为的变化对其他物种和整个生态系统的影响。结果表明，当温度升高时，这种觅食行为的变化会导致更多的消费物种（如鱼类）灭绝。这些物种的灭绝反过来又会对群落中的其他物种产生连锁反应。"适应当地环境条件的觅食行为通常是维持生态系统高度生物多样性的关键，"高赞斯补充说。"因此，令人费解的是，在气温升高的情况下，这一点可能并不完全正确。"尽管这些发现令人震惊，但由于目前这些发现都是基于理论模型，因此其意义尚待估计。今后，研究人员希望在自然环境中检验这一机制，并研究不同的生物，看它们的觅食行为是否会出现类似或不同的变化。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422634.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1422634.htm

哈佛研究：气候变化推动了爬行动物时代的开始

哈佛研究：气候变化推动了爬行动物时代的开始据CNET报道，一组哈佛大学的研究人员发现，爬行动物时代（AgeofReptiles，一个爬行动物物种快速进化的时间段），是由6000万年的气候变化和全球变暖推动的。哈佛大学有机和进化生物学系和比较动物学博物馆的研究人员于8月19日在《科学进展》杂志上发表了一项研究，揭示了爬行动物时代的开始与二叠纪和三叠纪之间一系列气候变化所刺激的全球温度上升有关。哺乳动物的祖先Synapsids是二叠纪的主要陆地脊椎动物。此前，大多数古生物学家将三叠纪（2.52-2亿年前）爬行动物多样性的爆炸性增长归因于二叠纪（2.98-2.52亿年前）的大规模灭绝，这些灭绝消灭了许多竞争者synapsid物种，给予爬行动物所需的资源和栖息地，使它们成为陆地脊椎动物中的主导群体。但是新研究对这一论断提出了挑战。“我们的结果显示，快速气候变化和全球变暖的时期与大多数爬行动物群体中异常高的解剖学变化率有关，因为它们适应了新的环境条件，”资深作者和哈佛大学教授StephanieE.Pierce说。“这个过程早在二叠纪-三叠纪大灭绝之前就开始了，至少从2.7亿年前就开始了，这表明爬行动物身体计划的多样化并不像以前认为的那样是由二叠纪-三叠纪灭绝事件引发的，而实际上是在那之前几千万年就开始了。”研究人员表示，他们可以利用这种地质学上的气候变化引起的大规模灭绝的发现来理解气候变化和全球变暖对生物体进化的现代影响。以前关于气候变化对物种的影响的研究大多集中在对海洋物种的影响上，由于缺乏数据而忽略了陆地脊椎动物。正在进行的研究可以帮助我们了解爬行动物进化的未来。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1307513.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1307513.htm

研究发现气候变化对海洋生物的影响远超预期

研究发现气候变化对海洋生物的影响远超预期红鳍柱颌针鱼（Strongyluranotata）"躲藏"在加勒比海库拉索岛附近的海面下。资料来源：JulietteJacquemont（该研究的共同作者）。领衔作者、荷兰皇家海洋研究所（NIOZ）的卡塔琳娜-阿尔特（KatharinaAlter）解释了为什么对已发表的有关气候变化影响的研究结果进行总结和分析至关重要："为了更好地了解气候变化对全球的总体影响，海洋生物学家会计算气候变化对所有鱼类或所有无脊椎动物物种的影响。然而，在不同的单项研究中确定的影响可能会相互抵消：例如，如果蜗牛等无脊椎动物从某种环境变化中获益，而海胆等其他无脊椎动物则从中受损，那么尽管这两种动物群体都受到了影响，但无脊椎动物受到的总体影响却被认定为零"。事实上，由于气候变化，蜗牛吃得更多，而海胆吃得更少。这两种影响都很重要，甚至会产生连带效应：海胆的食物--草皮藻会生长得更多，而腹足类的食物--海带的生长则会减少。这两种无脊椎动物摄食量的不同导致生态系统从海带为主的生态系统转变为草皮藻为主的生态系统，从而改变了生活在这个生态系统中的所有其他动物的生存环境。"阿尔特博士与来自瓦赫宁根大学以及美国、法国、阿根廷、意大利和智利的其他12个研究机构的同事一起，开发出了新的研究方法，不再将看似矛盾的结果对立起来，而是利用这两种结果来确定气候变化对动物健康的影响。在使用这种方法之前，人们已经知道海洋变暖和海水酸性增强会在三个方面对鱼类和无脊椎动物产生负面影响：它们的生存机会减少，新陈代谢加快，无脊椎动物的骨骼变弱。利用这种新方法，国际海洋研究小组发现，气候变化对鱼类和无脊椎动物的其他重要生物反应产生了负面影响：生理、繁殖、行为和身体发育。阿尔特"因为这可能会导致影响海洋生态系统结构的生态转变，我们的研究结果表明，气候变化的影响可能会比之前想象的更大"。几十年来，空气中二氧化碳含量的增加导致海水温度升高、酸性增强，预计未来这一趋势还将继续。然而，其速度和程度尚不可知。阿尔特和她的同事们计算了三种预计的二氧化碳增加情景的后果，因此也计算了海洋变暖和海洋酸化的后果：极端增加、以目前速度适度增加以及--由于可能采取的措施--减缓增加。阿尔特介绍说："我们的新方法表明，如果海洋变暖和酸化继续按照目前的轨迹发展，鱼类和无脊椎动物物种中高达100%的生物过程都将受到影响，而之前的研究方法分别只发现了所有过程中约20%和25%的变化。"此外，研究还表明，减缓大气中二氧化碳含量的措施将有助于减少生物过程的变化：在低二氧化碳情况下，无脊椎动物中50%的反应和鱼类中30%的反应将受到影响。阿尔特认为，新方法的最大好处是，人们可以更详细地了解气候变化对物种的影响。"新的计算方法权衡了与当前状态的显著偏差，无论其方向如何--是有利还是有害--都将其视为海水变暖和酸化的影响。有了我们的新方法，您就可以纳入最广泛的测量反应，并发现传统方法中被掩盖的影响。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1427244.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1427244.htm