Teplota vysvětluje, proč se největší rozmanitost vodního života vyskytuje v tropech

Mapa ilustrující výskyt měkkýšů v prostředí mořských šelfů v letech 1700–2020, přičemž tmavší šestiúhelníky označují méně a světlejší více. Shromážděním a analýzou fosilních dat měkkýšů z posledních 145 milionů let Nebraska Will Gearty a kolegové prokázali, že teplota do značné míry vysvětluje rozmanitost vodního života v tropech. Očekává se, že globální oteplování způsobené člověkem sníží tropickou biodiverzitu v nadcházejících stoletích. Zápočet: Přizpůsoben charakteru v současné biologii / buněčné žurnalistice

Zjištění naznačují, že globální oteplování může snížit biologickou rozmanitost v tropech.

Překrývající se oblast břicha zemského rovníku je nyní bohatá na větší rozmanitost života než kdekoli jinde – biodiverzita, která obvykle klesá, když se pohybuje od tropů do středních zeměpisných šířek a zeměpisných šířek ve středu k pólům.

Jakmile je tato úroveň přijata, ekologové se i nadále zabývají hlavními důvody. Nový výzkum z University of Nebraska-Lincoln, univerzita Yale A Stanfordská univerzita naznačuje, že teplota může do značné míry vysvětlit, proč se největší rozmanitost vodního života nachází v tropech – ale také proč ne vždy a v rekordním globálním oteplování nemusí brzy být znovu.

Publikováno v květnu 2021 v časopise Aktuální biologieStudie odhaduje, že mořská biodiverzita má tendenci stoupat, dokud průměrná povrchová teplota oceánu nedosáhne přibližně 65 stupňů. Fahrenheita„Kromě toho tato rozmanitost pomalu klesá.

V intervalech historie Země, kdy byla maximální teplota povrchu pod 80 stupňů Fahrenheita, byla největší biologická rozmanitost nalezena kolem rovníku. Když ale toto maximum překročilo 80 stupňů, mořská biologická rozmanitost se rozptýlila v tropech, kde se projevovaly nejvyšší teploty, které vyvrcholily vodou na zeměpisné šířce a pólech.

Mořský život, který může cestovat na značné vzdálenosti, pravděpodobně během období extrémních veder migroval na sever nebo na jih od tropů, uvedl spoluautor Will Girty, postdoktorandský biologický pracovník v Nebrasce. Stacionární nebo pomaleji se pohybující zvířata, jako jsou houby a hvězdice, mohou čelit vyhynutí.

„Lidé vždy popisovali tropy jako kolébku rozmanitosti – že se objevuje a je tam chráněna,“ řekl Gearty. „Existuje také myšlenka, že … dochází k velké migraci směrem k tropům, ale ne daleko od ní. Vše se točí kolem myšlenky, že nejvyšší rozmanitost bude vždy v tropech. A to není to, co vidíme, když jdeme zpět v čase.”

Gearty, Thomas Boog z Yale a Richard Stoke ze Stanfordu se vrátili asi před 145 miliony let a vytvořili odhadovanou teplotu a dokumentaci fosilních záznamů měkkýšů – hlemýžďů, ústřic, hlavonožců a podobně – z 24 vodorovných pruhů Země, které byly stejné v oblasti. Trio si vybralo záznamy měkkýšů z několika důvodů: žijí (a žijí) po celém světě, v počtech dostatečně velkých, aby se vešly statistickým analýzám, se skořápkami dostatečně tvrdými na to, aby poskytly identifikované fosilie, s takovou variací, že jejich různorodé trendy mohou zahrnovat ryby, korály. , Kraby a různé mořské živočichy.

Tato data umožnila týmu vytvořit poměr teplotní diverzity v 10 geologických intervalech, které pokrývaly většinu času, který uplynul od Křídový Období do moderní doby.

„Teplota se zdá být velkou součástí trendu, který vidíme ve fosilním záznamu,“ řekl Gearty. „Existují určitě i další faktory, ale zdá se, že jde o prediktor prvního řádu toho, co se děje.“

Aby zjistil, proč může být teplota tak vlivná a prediktivní, Stokey se ujal vedení při vývoji matematického modelu. Model vysvětluje skutečnost, že vyšší teploty obvykle zvyšují množství energie v ekosystému a teoreticky zvyšují strop biologické rozmanitosti, kterou může ekosystém udržet, alespoň do té míry.

Ale také to způsobuje metabolismus a malé množství kyslíku, které rozpuštěním ve vodě umožňují především vodní život. Chladnější voda rozpouští více kyslíku, což znamená, že vysoké teploty přirozeně snižují množství dostupné pro mořský život, a v širším smyslu mohou omezovat biologickou rozmanitost, kterou může ekosystém podporovat. Vyšší teploty také zvyšují metabolické požadavky organismů a zvyšují minimální kyslík potřebný pro existenci aktivních mořských živočichů.

„To znamená, že v teplejší vodě potřebujete více kyslíku,“ řekl Girty. „A pokud dostupné množství kyslíku neuspokojí zvýšení metabolismu, v tomto prostředí nepřežiješ. Proto, abys přežil, budeš muset přejít do jiného prostředí, kde je teplota nižší.“

Tým aplikoval svůj model na mnoho mořských druhů s různým metabolizmem. Jak se dalo očekávat, metabolismus ovlivnil způsob, jakým druhy daného druhu reagují na zvýšení teploty, spolu s teplotním prahem, za který by tato populace klesla. Když vědci zprůměrovali účinky metabolismu a dostupnosti kyslíku u stejného druhu, zjistili, že vztah získaný v důsledku teplotního rozsahu byl podobný – a tedy podpůrný – fosilním záznamům.

“Ukazuje podobný trend tohoto nárůstu (biologické rozmanitosti) a poté poklesu,” řekl Gearty. „Po mnoha dnech, kdy jsme se na palubě snažili přijít na to, jak to funguje, se všechno na konci jen velmi pěkně spojilo – víš, pěkný úklona výše.“

Studie souhrnně naznačuje, že globální oteplování způsobené lidmi by mohlo obzvláště tvrdě zasáhnout obyvatele tropické vody. Průměrná povrchová teplota tropických vod může podle jedné předpovědi vyskočit do roku 2300 až na 6 stupňů Fahrenheita. A podle fosilních záznamů analyzovaných pro tuto studii podobné zvýšení teploty za posledních 145 milionů let někdy trvale způsobilo druhy tropických vodních měkkýšů. Existují znepokojivé signály, že očekávaný trend je již v plném proudu, uvedl Gearty.

Přestože se tým snažil snížit intenzitu poklesu biodiverzity, Gearty uvedl, že prognóza v nejhorším případě vyžaduje, aby tropy do roku 2300 ztratily až 50% svých mořských druhů. Část ztráty bude mít podobu migrace. Jakkoli může oteplování způsobit zkázu, například pro korály a tisíce mořských druhů, které podporují, řekl, jak je vidět na smrtícím bělení Velkého bariérového útesu u pobřeží Austrálie.

„K tomu (ke ztrátě biologické rozmanitosti) již dochází a bude k němu docházet, pouze pokud se něco udělá,“ řekl Gearty. „Nemůžeme ve skutečnosti přivést zpět oxid uhličitý (atmosféru), který se již stal, takže k tomu bude ještě nějakou dobu docházet. Musíme však určit, jak dlouho se zastaví.“

Odkaz: „Metabolické kompromisy kontrolují schody biologické rozmanitosti v geologickém čase“ Thomas H. Boag, William Girty a Richard G. Stokey, 6. května 2021 Aktuální biologie.
DOI: 10.1016 / j.cub.2021.04.021

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Drsná kůra, která se v noci ozývá, vede k objevení nových druhů

V lesích západní a střední Afriky se v noci ozývají hlasitá volání hybridů stromů - malých, býložravých savců, ale jejich zvuk se liší podle...

Nástroj Nový nástroj určený k podpoře vývoje a vývoje automobilových vozidel

Schematický vnitřní provoz elektrod v palivovém článku և kapacita základních parametrů. Půjčka:Heinz a kol., 2021: Široké používání tradičních vozidel na vodíkový pohon nad tradičními...

Identifikace velmi počátečních kroků, které vedou k rozvoji rakoviny

Konfokální mikrofotografie tenkého střeva myši pomocí technologie Red2Onco. S Red2Onco můžete označit onkogenní mutantní klony (červené klony) a běžné nebo divoké klony (žluté...

Neandertálci a raná moderní lidská kultura koexistovali vedle starších tradic již více než 100 000 let

Výzkum Fakulty antropologie a ochrany na University of Kent zjistil, že jedna z prvních kultur kamenných nástrojů známá jako Acheulean trvala pravděpodobně o desítky...

Snadná věda: co jsou sterilní neutrina?

Sterilní neutrina jsou speciální typ neutrin, který byl navržen k vysvětlení některých neočekávaných experimentálních výsledků, ale nakonec nebyl objeven. Vědci je hledají v...

Newsletter

Subscribe to stay updated.