Praca badawcza zamieszczona 13 listopada 2018 r. w Scientific Reports wykazała, że spowodowane nagłą zmianą klimatu wymieranie gatunków roślin i zwierząt może doprowadzić do „efektu domina”, który unicestwi życie na Ziemi. W scenariuszu takiego przypadku organizmy zależne od innych skazanych na zagładę gatunków wyginą w wyniku procesu zwanego współwymieraniem. Analiza ustaliła, iż wzrost średniej globalnej temperatury o 5°C/6°C wystarczy, by pozbawić planetę większości życia. Nasze badanie pokazuje, że nawet najbardziej odporne gatunki ostatecznie znikną, gdy zabraknie gatunków mniej odpornych, od których zależy ich przetrwanie, powiedział główny autor, Giovanni Strona.
Naukowcy z Włoch i Australii stworzyli symulacje 2000 wirtualnych Ziem – sieci połączonych ze sobą gatunków roślin i zwierząt. Korzystając z zaawansowanego modelowania, poddali je działaniu destrukcyjnych zdarzeń o zasięgu globalnym, w tym ekstremalnej zmianie środowiskowej, uderzeniu asteroidy i wojnie nuklearnej. Podczas gdy każde z nich może być katastrofalne, rezultaty ujawniły, że ocieplenie klimatu wywołuje najgorsze możliwe „kaskady” wymierania – nawet nuklearna zima nie ma takiego potencjału niszczenia. Prof. Corey Bradshaw z Uniwersytetu Flinders, współautor przełomowej analizy, wyjaśnił, że szacunki spowodowanej zmianą klimatu utraty gatunków są zaniżone aż dziesięciokrotnie, ponieważ nie uwzględniają współwymierań. Pomijanie efektu domina sprawia, że prognozy konsekwencji zmiany klimatu są nierealistyczne i niezwykle optymistyczne, dodał.
Fragment streszczenia odkryć:
Pomimo swojej prostoty, nasz model przyniósł wyniki odpowiadające zjawiskom w świecie rzeczywistym. Na przykład niemal całkowita zagłada życia, jaka towarzyszyła Wielkiemu wymieraniu w permie, była związana ze wzrostem średniej temperatury globalnej o ~6°C w ślad za erupcjami wulkanicznymi. Nawet kiedy pominiemy oczywistą odmienność obecnej fauny i flory (którą wykorzystaliśmy jako odniesienie, by przypisać wirtualnym gatunkom prawdopodobne ekologicznie granice odporności), nasze symulacje pokazują, że skok temperatury o podobną wartość wywołałby napędzany współwymieraniem upadek różnorodności biologicznej świata. […]
Wyblakłe koralowce.
Staje się coraz bardziej oczywiste, że interakcje biotyczne nie tylko warunkują powstanie i utrzymanie bioróżnorodności, lecz także rozbudowują złożone sieci, co sprawia, iż utrata jednego gatunku może spowodować zniknięcie większej liczby gatunków (proces znany jako współwymieranie) i doprowadzić do nieoczekiwanej, nagłej transformacji systemów, a nawet ich całkowitego upadku. […] Współwymieranie sprowadza się do oczywistego wniosku, że konsument nie może przeżyć bez swoich zasobów. Ponieważ interakcje między zasobami i konsumentami w systemach przyrodniczych (np. sieciach pokarmowych) są zorganizowane jako różne hierarchiczne poziomy złożoności (np. troficzne), oznacza to, iż usunięcie zasobów może wywołać kaskadowe (oddolne) wyginięcie konsumentów na poziomach wyższych. […]
Szereg badań opartych na danych z symulacji i realnego świata ujawnił, że utraty gatunków są przyczyną współwymierań, co ma swoje potwierdzenie w niepokojącym, nienaturalnym tempie obecnego zanikania populacji i całych gatunków. W miarę jak ekstremalne naciski będą prowadzić społeczności biologiczne ku upadkowi, nawet najbardziej odporne gatunki nieuchronnie padną ofiarą synergii między czynnikami sprawczymi wyginięcia. Co więcej, współwymierania są często uruchamiane na długo przed zupełną zagładą gatunku, tak więc nawet wahania liczebności populacji danego gatunku wystarczą, by spowodować lokalne wyginięcia innych zależnych od niego gatunków.
→ Wielkie wymieranie miało miejsce 252,2 miliona lat temu. Zabiło 90% ogółu gatunków morskich i lądowych – od ślimaków i małych skorupiaków po wczesne formy jaszczurek i płazów.
→ Współwymierania wyniszczają planetarne życie podczas ekstremalnych zmian środowiskowych. Analizy opublikowane 29 maja 2015 r. w The Anthropocene Review i 4 stycznia 2016 r. w Nature Geosciences dowiodły, że tempo dzisiejszych zmian środowiskowych nie ma precedensu w zapisie geologicznym sięgającym co najmniej 500 milionów lat.
→ Raport Living Planet z 2016 r. podał, że globalne populacje dzikich zwierząt zmniejszą się o dwie trzecie przed 2020 r.
→ Międzynarodowa Agencja Energetyczna (International Energy Agency) zapowiada skok temperatury Ziemi o co najmniej 6°C przed 2050 r. Zgodnie z raportem z 27 października 2017 r. analitycy koncernu Shell i BP spodziewają się, że do połowy wieku glob będzie cieplejszy o 5°C. Z kolei uczeni, którzy uwzględniają zbiorczy wpływ dodatnich sprzężeń zwrotnych i częściowej redukcji maskującego efektu aerozoli antropogenicznych, za prawdopodobny uznają wykładniczy wzrost temperatury planety o około 10°C w ciągu następnych ośmiu lat.
Nagła zmiana klimatu dramatycznie zredukuje przepływ energii w łańcuchu pokarmowym
Rosnące temperatury zmniejszą wydajność łańcuchów pokarmowych decydującą o przetrwaniu większych zwierząt – w tym ludzi. Tak brzmi wniosek badania przedstawionego 1 marca 2021 r. w Nature. Specjaliści z Uniwersytetu Exeter i Uniwersytetu Queen Mary zmierzyli transfer energii z jednokomórkowych alg (fitoplankton) do mniejszych organizmów, które nimi się żywią (zooplankton). Rezultat eksperymentu pokazał, że dodatkowe 4°C ocieplenia zredukowało transfer energii w sieciach pokarmowych planktonu nawet o 56%. Cieplejsze warunki podnoszą metaboliczny koszt wzrostu, prowadząc do mniej wydajnego przepływu energii przez łańcuch pokarmowy i zmniejszenia biomasy całkowitej.
Te odkrycia rzucają światło na bagatelizowane konsekwencje globalnego ocieplenia. – stwierdził prof. Gabriel Yvon-Durocher z Instytutu Środowiska i Zrównoważonego Rozwoju Uniwersytetu Exeter. Fitoplankton i zooplankton stanowią podstawę sieci pokarmowych wspierających ekosystemy słodkowodne i morskie, od których zależą ludzie. Nasza analiza dostarczyła pierwszych bezpośrednich dowodów na to, że wyższe temperatury poważnie eskalują koszt wzrostu i tym samym mocno ograniczają transfer energii w górę łańcucha pokarmowego. Wpływ na większe zwierzęta znajdujące się na jego szczycie może być bardzo poważny, ponieważ ich istnienie jest determinowane przez energię przekazywaną z dołu łańcucha pokarmowego.
Fitoplankton.
Ogólnie rzecz biorąc, około 10% energii wytwarzanej na danym poziomie sieci pokarmowej trafia na poziom następny. – wyjaśnił dr Diego Barneche z Instytutu Nauk o Morzu i Instytutu Oceanów Uniwersytetu Australii Zachodniej. Organizmy zużywają dużo energii na różne funkcje życiowe i niewielką jej część zatrzymują w swojej biomasie, którą konsumują późnej drapieżniki. Wyższe temperatury sprawią, że tempo metabolizmu przyspieszy bardziej niż tempo wzrostu, co zmniejszy ilość energii dostępnej dla drapieżników na kolejnym poziomie sieci pokarmowej.
Nagła zmiana klimatu spowoduje wymarcie gatunków wcześniej, niż zakładano
Ekolodzy z Uniwersytetu Liverpoolu ostrzegają, że wskutek wywołanej upałami bezpłodności samców część gatunków wyginie wcześniej, niż sądzono. Dotychczasowe badania nad tolerancją temperatury skupiały się na jej śmiertelnych poziomach. Analiza 43 gatunków muszek owocowych (łac. Drosophila) pokazała, że u blisko połowy z nich samce zatraciły zdolność zapładniania w temperaturach niższych od śmiertelnych wskazań termometru. Nasze odkrycie sugeruje, iż przetrwanie gatunku zależy od temperatury, w której samce stają się bezpłodne, a nie od temperatury, która zabija osobniki bezpośrednio. – podsumował główny autor dr Steven Parratt. Niestety nie ma sposobu, aby stwierdzić, które organizmy pozostaną płodne aż do pojawienia się śmiertelnej dla nich temperatury, a które doświadczą sterylizacji przy niższych wartościach ocieplenia.
Jedno jest pewne: ta słabość przyspieszy wyginięcie mnóstwa gatunków. Dr Tom Price z Uniwersytetu w Liverpoolu wyjaśnił: Mieliśmy już doniesienia o utracie płodności spowodowanej wysoką temperaturą u świń, strusi, ryb, kwiatów, pszczół, a nawet ludzi. Z naszych ustaleń wynika, że nie są to przypadki odosobnione i być może połowie wszystkich gatunków planety grozi bezpłodność termiczna. Dr Simon Kerley, szef Działu Ekosystemów Lądowych w Radzie ds. Badań nad Środowiskiem Naturalnym, przyznał: Ta praca naukowa stawia na głowie nasze myślenie i założenia dotyczące roli, tempa i konsekwencji zmiany klimatu. Rzuca też światło na ukryty, subtelny wpływ zmieniających się warunków na zwierzęta. I co najważniejsze, uświadamia nam, iż zagrożenie pojawia się wcześniej, niż przypuszczaliśmy. [24 maja 2021 r., Nature Climate Change]
Oprac. exignorant
Blog exignoranta 