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生物对环境变化的反应方式可能为人类在面对自身危机时的适应力提供线索
生物对环境变化的反应方式可能为人类在面对自身危机时的适应力提供线索
珊瑚礁很古老。真的老了。科学家认为,珊瑚在地球海洋浅滩中生活了1.6亿年,比恐龙还要早。它们的长寿在很大程度上归功于与生活在它们组织内的微小藻类的共生关系,这些藻类吸收阳光并传递重要的营养物质,这些营养物质既可以喂养珊瑚,又可以赋予它们鲜艳的色彩。
“这有点像我们肠道内的微生物群,”澳门威尼斯人注册网站研究珊瑚适应的莎拉戴维斯说。“我们身体的免疫系统允许它持续存在,它为我们提供了功能性的好处。藻类共生体也做同样的事情,这种共生关系共同促进了珊瑚建造岩石结构的能力。”
这种伙伴关系使珊瑚礁保持健康,充满活力,并充满海洋生物-就像巨大的水下城市一样。“每个人在城市里都有自己的小责任,”戴维斯说,他是生物学副教授,也是戴维斯海洋种群基因组实验室的首席澳门威尼斯人注册网站研究员。“有城市澳门威尼斯人注册照顾(有问题的)草皮藻类——那些是小雀鲷。也许鲨鱼就是警察。你可以想象,一旦你拆除了足够多的碎片,整个城市就会开始崩溃,最终导致一连串的退化和生命损失。”
戴维斯是一名经验丰富的潜水员,澳门威尼斯人注册网站研究珊瑚礁已有20年了,他仍然对“进化之美”感到惊讶,这种“进化之美”使珊瑚和藻类在浅海环境中团结一致,互相帮助,迅速生长。
但由于人为气候变化,全球各地的珊瑚礁都受到海洋变暖的威胁。戴维斯澳门威尼斯人注册网站研究珊瑚是如何进化生存的,并从它们的策略中看到了人类的教训。她并不是唯一一个了解一些生物和动物如何应对环境中各种变化的中科院澳门威尼斯人注册网站研究人员。澳门威尼斯人注册网站研究人员正在从婆罗洲的猩猩适应其树梢栖息地的丧失,从南非的长尾猴对日益严重和持久的干旱的反应,以及秘鲁的黄尾毛猴适应更高海拔的生活中收集经验教训——所有这些都希望这些生物能教会我们如何度过自己的生态风暴。
戴维斯说:“我认为,我们人类所面临的问题——减少化石燃料,或减少我们的影响,或提高效率——有很多答案,可以从澳门威尼斯人注册网站研究数百万年的进化过程中得到。”“我们只需要倾听大自然的声音。”
“我们人类所面临的问题有很多答案……可以通过澳门威尼斯人注册网站研究数百万年的进化过程来解决。”
人类造成的气候变化几乎影响了地球上的每一平方英寸。再以珊瑚为例。温暖的海洋温度与珊瑚体内的共生藻类混合在一起,产生了有毒的活性氧,迫使这种伙伴关系结束。没有了藻类,珊瑚就无法获得所需的糖,也就失去了颜色。戴维斯说,地球上的每个海洋都在发生这种白化现象。值得注意的是,在2023年,加勒比海、南大西洋和墨西哥湾的水温达到了创纪录的高点,导致几乎所有珊瑚礁都出现了白化现象,某些种类的珊瑚在当地完全灭绝。
戴维斯说:“当你遇到飓风活动不多的年份,再加上厄尔尼诺Niño,风停了,水温像热水浴缸一样,我们看到了珊瑚的白化,这是我们在正常年份不会看到的,我们认为这些珊瑚是真正有弹性的。”“他们中的很多人都恢复了,但每个人都受到了打击。”
人类的侵占和开发也损害了脆弱的生态系统。谢丽尔·诺特自1992年以来一直在印度尼西亚婆罗洲岛的古农帕隆国家公园澳门威尼斯人注册网站研究猩猩。她目睹了非法伐木活动将猩猩的数量减少到极度濒危的水平,这需要大量的保护工作,包括她自己的,古农帕隆猩猩保护计划/亚亚桑帕隆。
与此同时,婆罗洲猩猩正在对全球变暖做出反应。猿猴依赖于一种叫做“桅杆结果”的现象,这种现象每隔几年就会不可预测地发生,当时整个雨林中大部分树木和植物同时结果。诺特是人类学、生物学、女性、性别和性澳门威尼斯人注册网站研究的教授,他说猩猩澳门威尼斯人注册网站研究人员担心气候变化可能会导致这些主要的结果事件——似乎是由夜间温度下降引发的——发生的频率降低或完全停止。
她说:“如果我们搞砸了气候,那么这可能真的会对这些森林的开花模式产生影响。”“这对生活在东南亚热带雨林中的猩猩和其他物种来说非常重要,这些热带雨林的食物供应比非洲或南美热带雨林要少。”
随着全球气温上升,生物学家担心某些物种可能会迁移到温度更低、通常海拔更高的地区,与已经在那里的物种发生冲突并流离失所。克里斯托弗·施密特正在澳门威尼斯人注册网站研究秘鲁的黄尾毛猴——目前生活在安第斯山脉的高处——如果它们被寻找凉爽气候的低地物种取代,是否能够适应低海拔地区。
人类学和生物学副教授施密特说:“这可能是一个保护问题,因为随着低地森林变暖,当这些栖息地的温度下降到它们最适合的温度范围时,动物就会沿着海拔梯度向上移动。”“这也意味着黄尾毛猴可能不得不向上移动,但当然它们只能走到这么高。”
然而,这些澳门威尼斯人注册网站研究人员发现,大自然是有弹性的。当它们的树冠被伐木者扰乱时,婆罗洲的猩猩能够适应稍微退化的栖息地,或者迁移到雨林的新区域,而不会产生明显的后果。“是的,它们在原始雨林中进化,但它们可以在这些改变的景观中生活,”诺特说。猩猩的食物包括超过300种植物和水果,诺特说,这种生物多样性有助于灵长类动物在某些品种供应不足时生存下来。
“随着低地森林变暖,动物们会沿着海拔梯度向上移动……但当然,它们能走的高度是有限的。”
除了对秘鲁黄尾长毛猴的澳门威尼斯人注册网站研究外,施密特还观察到,一些圈养的长尾猴似乎更容易患糖尿病或变得肥胖。他正在澳门威尼斯人注册网站研究南非的野生长尾猴是否已经进化到在妊娠期产生一种基因,这种基因可以帮助它们永久地快速产生身体脂肪,以便在干旱期间生存——近几十年来,干旱的数量和严重程度都在增加。如果这是真的,施米特说,“当婴儿出生时,母亲或多或少地让他们为饥饿的环境做好了准备。如果他们继续生活在饥饿的环境中,这实际上是一件非常好的事情。”然而,这种进化保护也可能成为一种负担。施密特说,当一只拥有这种节俭基因型的猴子最终进入一个富含卡路里和脂肪的环境时,“那里的食物是无限的”,疾病和肥胖就会随之而来,这可能会对人类的代谢紊乱产生影响。
他说,这表明具有节俭基因型和表型的马尾鼠“可能更有可能存活下来,这将使它们的选择力更强”,即使在它们生活的地方更频繁的干旱中也是如此。不过,这并不是一个保证。施密特说:“也可能是即将到来的干旱的严重程度和持续时间太长了。”
作为人类,我们也面临着气候变化的后果,包括生物多样性的食物供应减少,更频繁和更具破坏性的风暴,以及海平面上升。澳门威尼斯人注册网站研究珊瑚和灵长类动物适应和进化方式的能力为人类提供了一个独特的视角,可以将这些经验教训应用于我们自己的危机,比如保护生物多样性的食物供应。当我们在这个星球上为自己的生存而战时,人类还有另一个关键优势,这将我们与诺特澳门威尼斯人注册网站研究的个人主义猩猩区分开来:“合作是使我们成为人类的基本要素之一,”她说。她补充说,人类与某些物种的不同之处在于,我们彼此分享食物,共同抚养孩子,缩短生育间隔,提高存活率,并允许人类“接管地球”。
诺特说,作为地球上的优势物种,人类“有能力保护或破坏。我认为这赋予了我们保护自然世界的不可思议的责任。”对人类来说,就像对饥饿的马尾猴或珊瑚一样,进化本身可能是在快速变化的环境中适应和生存的最大希望。施密特说,当变化以稳定的方式发生时,某些人会更好地管理这些变化,“希望这种变化可以传递给下一代,并在新的条件下带来更大的弹性。”
从自然中寻找线索可能也会对我们构建经济体系的方式产生影响。戴维斯说,世界上许多地方采用的资本主义框架可能并不总是很好地服务于人类的生存斗争。她说,自然界中的许多事物“已经进化到一个死胡同”。“资本主义是进化的死胡同。生物学告诉我们,你不可能在没有崩溃的情况下实现指数增长。”相比之下,珊瑚礁是殖民地。戴维斯说,当珊瑚群落的一部分没有得到足够的阳光来生长海葵状的水螅体时,珊瑚会将营养物质从阳面的水螅体转移到阴面,这是一种“群落内的社会主义”。
戴维斯说:“了解有机体的基本生物学可以为人类做很多事情。”“但我也认为,重要的是要记住,当我们应对气候变化危机时,这不是其他事物能否生存的问题。不管有没有人类,地球都会继续存在。这是一个问题,我们是否与其他存活的生物一起生活在这里。人类是足智多谋的,但我认为我们可以利用这里的生物更好地向他们学习,而不是仅仅利用它们。”