Utjecaj klimatskih promjena na prirodnu selekciju i evoluciju

U našim ekosustavima sva živa bića slijede proces tzv prirodni odabir. Ovaj proces je ono što odlučuje koji su geni najkorisniji za preživljavanje živih bića i uzrokuju poboljšanja u njihovoj prilagodbi. Ovo je jedan od glavnih mehanizama evolucije, koji je predložio Charles Darwin u 19. stoljeću, koji je opisao kako oni organizmi čije su karakteristike davale veću šansu za preživljavanje, težili su se više razmnožavati i stoga bi ovjekovječili navedene korisne osobine.

Međutim, klimatske promjene i njihovi sve razorniji učinci diljem svijeta uvode nove varijable koje utječu na ovaj evolucijski proces. Promjenjivi uvjeti okoliša, kao što su temperature i obrasci padalina, utječu na sposobnost vrsta da prežive i razmnože se. Kao posljedicu, promatramo fenomen u kojem Klimatske promjene također mogu utjecati na prirodnu selekciju, mijenjajući evolucijske putanje organizama u procesu koji uključuje ne samo genetiku, već i interakciju s okolišem.

Što je prirodna selekcija?

Da bismo u potpunosti razumjeli kako klimatske promjene mogu utjecati na proces prirodne selekcije, važno je zapamtiti što je prirodna selekcija. Prirodna selekcija je proces kojim se vrsta tijekom generacija prilagođava svom okolišu. Ovaj proces dovodi do evolucijske promjene kada su jedinke s boljim karakteristikama (bilo u smislu preživljavanja ili reprodukcije) uspješnije od drugih, te stoga te karakteristike prenose na svoje potomke. Na taj način geni koji omogućuju bolju prilagodbu preživljavaju i raspršuju se unutar populacije.

Koncept prirodne selekcije temelji se na ideji da postoji varijabilnost genetika između vrsta. Ta je raznolikost ono što nekim pojedincima omogućuje da napreduju više od drugih u određenim okolnostima. Taj je fenomen tijekom vremena pokazan u raznim genetskim studijama, s paradigmatičnim primjerima poput moljaca Biston betularia koji su nakon industrijske revolucije evoluirali prema tamnijoj boji kako bi se bolje kamuflirali u stablima prekrivenim čađom.

Ovaj proces promjene i prilagodbe nije niti automatski niti brz, ali ono što smo vidjeli posljednjih godina jest da se, s klimatskim promjenama potaknutim ljudskim djelovanjem, mijenjaju i vremena i ritmovi prilagodbe.

Prirodna selekcija i klimatske promjene

Studija objavljena u časopisu Znanost tvrdi da su globalne promjene u ovom procesu prirodne selekcije više vođene padalina nego zbog temperatura. Studija pokazuje da, modificiranjem globalnog režima padalina, klimatske promjene mogu utjecati na evolucijski proces vrsta.

Iako je ekološke posljedice klimatskih promjena Dok se sve više dokumentira, učinci na evolucijski proces koji usmjerava prilagodbu još uvijek su uglavnom nepoznati. Analizirajući golemu bazu podataka koja pokriva nekoliko studija o različitim populacijama životinja, biljaka i drugih organizama, istraživači su proučavali kako varijacije u klimi utječu na prirodni odabir.

Adam Siepielski, istraživač sa Sveučilišta u Arkansasu, ističe da je jedan od aspekata koji su već identificirani promjena obrasca suše i padalina. Promjenom količine padalina, suha bi područja mogla iskusiti jače suše, dok bi vlažna područja koja već primaju obilne padaline mogla postati još ekstremnija. Te bi promjene zauzvrat utjecale na trofičke interakcije i dostupnost resursa.

Na primjer, promjena u obrascima padalina može utjecati na izvor hrane raznih organizama, prisiljavajući neke vrste da se brzo prilagode ili se suoče s izumiranjem. Ove promjene vremenskih obrazaca otkrivaju da prirodnu selekciju oblikuje nova klimatska stvarnost planeta.

Smanjene kiše i povećane suše

Režim oborina jedna je od najkritičnijih varijabli koje mogu utjecati na prirodnu selekciju. The smanjenje padalina a povećane suše postaju sve češće, osobito u tradicionalno sušnim ili polusušnim područjima. Kako suše traju i učestaliju, neke regije doživljavaju prijelaz na sušu, pa čak i pustinjsku klimu.

Utjecaj na vrstu je značajan, budući da smanjenje dostupnosti vode izravno utječe na baza hranidbenog lanca, poput biljaka i insekata. To zauzvrat utječe na biljojede i grabežljivce koji o njima ovise. Na primjer, u nekim područjima, vrste koje se oslanjaju na specifičnu vegetaciju za hranu mogu se suočiti s poteškoćama kada se vegetacijski pokrov smanji kao rezultat nedostatka vode.

S druge strane, u nekim regijama može doći do povećanja količine oborina, što također utječe na organizme koji nisu prilagođeni vlažnijem okolišu. U oba slučaja klima djeluje kao vanjski agent koji nameće nove uvjete s kojima se živa bića moraju suočiti. Priroda prirodne selekcije znači da će vrste koje se mogu prilagoditi ovim novim uvjetima ne samo preživjeti, već i napredovati, dok će se druge suočiti s opadanjem populacije, pa čak i izumiranjem.

Promjene u ekosustavima

Svjetski ekosustavi prolaze kroz značajne transformacije zbog klimatskih promjena. Koliko brzo će se ove promjene dogoditi odredit će hoće li zahvaćena vrsta imati dovoljno vremena za prilagodbu ili će biti ostavljena. U mnogim sustavima, a promjena obrasca padalina izravno utječe na dinamiku preživljavanja organizama. Na primjer, biljojedi ovise o dostupnosti određenih biljaka, a poremećaj u ciklusima oborina može značiti značajan gubitak njihovog izvora hrane.

Nadalje, kako se ekosustavi mijenjaju, mijenjaju se i trofičke interakcije. Predatori koji se oslanjaju na biljojede također mogu biti pogođeni, izazivajući niz kaskadnih učinaka unutar zajednice. Znanstvenici primjećuju da se nekim vrstama njihov raspon može smanjiti kako druge nove vrste koloniziraju njihov teritorij, stvarajući novu dinamiku natjecanja.

Ključno je razumjeti odnos između klimatskih promjena i evolucije vrsta kako bi se predvidjele promjene koje se mogu dogoditi u ekosustavima. Nedavne studije, poput rada s ribama u vodenim staništima, otkrile su da su organizmi u tim sredinama posebno izloženi klimatskim promjenama jer vrlo izravno ovise o temperaturi i kvaliteti vode.

Brze prilagodbe i ubrzana prirodna selekcija

Klimatske promjene ne podrazumijevaju samo spore i postupne promjene s kojima se vrste malo po malo mogu nositi, već u nekim slučajevima brzina globalnog zatopljenja zahtijeva brze prilagodbe. Studija koju je provelo Sveučilište Dartmouth (SAD) pokazuje da su se neke vrste tropskih gmazova, poput smeđih guštera, počele prilagođavati rastućim temperaturama mnogo brže nego što se očekivalo. Ova ubrzana evolucija posljedica je prirodne selekcije koja se odvija u stvarnom vremenu, pri čemu preživljavaju i razmnožavaju se samo one jedinke koje su najbolje prilagođene novim uvjetima.

U ovom slučaju, primijećeno je da su gušteri koji su mogli trčati brže na višim temperaturama imali veću stopu preživljavanja, budući da su mogli održati svoju aktivnost u teškim uvjetima okoliša, što im je omogućilo da se više hrane i izbjegavaju grabežljivce. Ovaj primjer naglašava kako se neke vrste mogu brzo razvijati kao izravni odgovor na promjene okoliša, nešto što se do nedavno nije smatralo mogućim. Ova vrsta istraživanja daje nadu, ali također naglašava koliko složeno i neizvjesno može biti predviđanje odgovora vrsta na klimatske promjene.

Zaključci o utjecaju klimatskih promjena na prirodni odabir

Klimatske promjene mijenjaju proces prirodne selekcije na duboke i, u mnogim slučajevima, neočekivane načine. Bilo zbog promjena u obrascima padalina, dugotrajnih suša ili porasta globalnih temperatura, vrste diljem svijeta prisiljene su prilagoditi se novoj stvarnosti. Dok se čini da neke vrste imaju sposobnost brzog i učinkovitog reagiranja, mnoge druge to možda neće moći učiniti, što predstavlja značajan izazov za globalnu biološku raznolikost.

Sposobnost vrste da se prilagodi može ovisiti o mnogim čimbenicima, uključujući njezinu genetsku raznolikost, ekološku nišu i resurse dostupne u promjenjivom okolišu. Međutim, jedno je jasno: klimatske promjene ne samo da mijenjaju klimu, već također transformiraju mehanizme evolucije i prirodne selekcije koji su djelovali milijunima godina.

Stoga je razumijevanje veza između klimatskih promjena, prirodne selekcije i evolucije ključno za predviđanje kako bi se ekosustavi mogli promijeniti u narednim desetljećima i koje će vrste biti uspješne u budućem klimatskom svijetu. U međuvremenu, znanstvena istraživanja nastavljaju napredovati kako bi otkrila složene mehanizme kojima priroda reagira, prilagođava se ili, u nekim slučajevima, nestaje pred novim ekološkim izazovima.