Климатическая адаптация - Википедия - Climatic adaptation

Основная статья: Приспособление

Климатическая адаптация относится к адаптации организма, которая запускается из-за моделей изменения абиотические факторы которые определяют конкретный климат. Среднегодовые значения, сезонные колебания и суточные модели абиотических факторов - это свойства климата, к которому организмы могут адаптироваться. Изменения в поведении, физической структуре, внутренних механизмах и метаболизме - это формы адаптации, вызванные климатическими свойствами. Организмы одного и того же вида, обитающие в разных климатических условиях, можно сравнить, чтобы определить, какие адаптации вызваны климатом, а на какие в значительной степени влияют другие факторы. Климатическая адаптация ограничивает адаптации, которые были установлены, характерные для видов, живущих в определенном климате. Это отличается от Адаптация к изменению климата который относится к способности адаптироваться к постепенным изменениям климата. После изменения климата адаптация к изменению климата, которая привела к выживанию определенных организмов как вида, может рассматриваться как климатическая адаптация. Климатическая адаптация сдерживается генетической изменчивостью рассматриваемых видов.[1]

Климатические модели

Характер изменения абиотических факторов определяет климат и, следовательно, климатическую адаптацию. В мире существует множество климатических условий, каждый из которых имеет свои уникальные особенности. Из-за этого способ климатической адаптации показывает большие различия между климатами. Например, в субарктическом климате наиболее важными факторами являются дневное время и колебания температуры, в то время как для климата тропических лесов наиболее важным фактором является стабильно высокое количество осадков и высокая средняя температура, которая не сильно колеблется.[1][2] Влажный континентальный климат характеризуется сезонными колебаниями температуры, которые обычно приводят к сезонной адаптации климата.[3] Поскольку дисперсия этих абиотических факторов различается в зависимости от типа климата, ожидаются различия в способах климатической адаптации.

Исследование

Исследования климатической адаптации в основном нацелены на виды, живущие в разных климатических условиях, чтобы понять, у каких из этих видов будет больше шансов выжить. изменение климата, исходя из их текущей климатической адаптации.[4][5] Климат с более значительными абиотическими колебаниями, как правило, имеет виды с более высокой устойчивостью к колебаниям, следовательно, они могут лучше адаптироваться к изменению климата.[6] Другие вопросы исследования включают прояснение явных различий между родственными видами, таких как средний размер и модели поведения.[7]

Измерение климатической адаптации

Обычно экспериментальная мера адаптации к изменению климата проводится путем воздействия на экспериментальную популяцию различных факторов окружающей среды. Успешные исследования вне лабораторных условий проводятся в местах с переменным годовым климатом. Районы, где годовые температуры и экстремальные погодные условия сильно различаются, могут дать представление об адаптивности организмов, которые там живут, к климату.[8] Например, тропический или арктический микроклимат был бы идеальным местом для экспериментов, поскольку годовая температура и погода могут сильно различаться. Кроме того, лабораторные условия могут работать с определенными существами, у которых есть защитные механизмы от определенных изменений окружающей среды, таких как Дрозофила 's адаптация к коме холода.[7]

Затем производительность или поведение популяции можно сопоставить с исследуемым эколого-климатическим фактором. Высокие изменения индивидуального поведения в ответ на изменение окружающей среды указывают на то, что популяция обладает высокой приспособляемостью к климату. Задержка адаптации может возникнуть, когда местное население работает значительно лучше, чем население из других сред; однако это отставание можно компенсировать, если у рассматриваемого вида очень высокое генетическое разнообразие.[нужна цитата ]

Примеры

Многие виды имеют разный уровень климатической адаптации. Различная среднегодовая температура может по-разному влиять на среднюю температуру тела, скорость метаболизма или размер тела у населения. Но реальный эффект климатической адаптации во многом зависит от рассматриваемого вида и часто от степени генетической изменчивости внутри этого вида.

  • Тела некоторых животных, таких как лесные крысы, обратно пропорциональны средней годовой температуре окружающей их среды.[9] Это прикладной пример Правило Бергмана
  • Дрозофила виды встречаются как в тропическом климате, где температура теплая, так и в умеренном климате, где температура ниже. Когда обе группы видов приводятся в холодовое коматозное состояние, виды тропического климата в любом случае не выживают или восстанавливаются значительно медленнее из холодового коматозного состояния при возвращении к комнатной температуре по сравнению с видами умеренных дрозофил. . Способность быстро восстанавливаться после коматозного состояния, вызванного холодом, указывает на климатическую адаптацию, которую можно назвать толерантностью к коме холода.[7]
  • Многие арктические птицы и млекопитающие могут изменять теплоотдачу и скорость метаболизма в ответ на изменения температуры, поскольку разные популяции одного и того же вида показывают разные средние значения в зависимости от их текущего климата.[8]
  • У песцов (Alopex lagopus), Эксперименты с голоданием показывают, что масса тела песца регулируется в соответствии с сезонно меняющейся уставкой, а не в зависимости от наличия пищи. Базовая скорость метаболизма меняется в зависимости от сезона и зимой ниже, чем летом. Толщина меха может увеличиваться на 140% от лета к зиме.[10]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Вудворд, Сьюзан Л. «Северный лес (тайга)». Биомы мира.[самостоятельно опубликованный источник? ]
  2. ^ Вудворд, Сьюзан Л. "Тропический лес". Биомы мира.[самостоятельно опубликованный источник? ]
  3. ^ Peel, M.C .; Finlayson, B.L .; МакМахон, Т.А. (11 октября 2007 г.). «Обновленная карта мира по классификации климата Кеппен-Гейгера». Гидрология и науки о Земле. 11 (5): 1633–1644. Bibcode:2007HESS ... 11.1633P. Дои:10.5194 / hess-11-1633-2007.
  4. ^ Jansen, M .; Geerts, A. N .; Rago, A .; Spanier, K. I .; Денис, Ц .; De Meester, L .; Орсини, Л. (апрель 2017 г.). «Термическая устойчивость краеугольных пород Дафния великая- ген-кандидат и подход к анализу выбросов » (PDF). Молекулярная экология. 26 (8): 2291–2305. Дои:10.1111 / mec.14040. PMID  28146303. S2CID  28924078.
  5. ^ Ван Дорслаер, Венди; Стокс, Робби; Дювивье, Кэти; Беднарская, Анна; Де Мистер, Люк (июль 2009 г.). «Динамика популяции определяет генетическую адаптацию к температуре в Дафния". Эволюция. 63 (7): 1867–1878. Дои:10.1111 / j.1558-5646.2009.00679.x. PMID  19473405. S2CID  29673871.
  6. ^ Аддо-Бедиако, А; Чоун, С. Л.; Гастон, К. Дж. (22 апреля 2000 г.). «Термическая устойчивость, климатическая изменчивость и широта». Труды Королевского общества B: биологические науки. 267 (1445): 739–745. Дои:10.1098 / rspb.2000.1065. ЧВК  1690610. PMID  10819141.
  7. ^ а б c Гиберт, Патрисия; Морто, Бриджит; Петави, Жорж; Каран, Дев; Дэвид, Жан Р. (9 мая 2007 г.). "Устойчивость к холоду - важная климатическая адаптация среди Дрозофила разновидность". Эволюция. 55 (5): 1063–1068. Дои:10.1111 / j.0014-3820.2001.tb00623.x. JSTOR  2680319. PMID  11430643.
  8. ^ а б Scholander, P. F .; Хок, Раймонд; Уолтерс, Владимир; Ирвинг, Лоуренс (1950). «Адаптация к холоду у арктических и тропических млекопитающих и птиц в зависимости от температуры тела, изоляции и основной скорости метаболизма». Биологический бюллетень. 99 (2): 259–271. Дои:10.2307/1538742. JSTOR  1538742. PMID  14791423.
  9. ^ Браун, Джеймс Х .; Ли, Энтони К. (1969). «Правило Бергмана и климатическая адаптация у лесных крыс (Neotoma)». Эволюция. 23 (2): 329–338. Дои:10.2307/2406795. JSTOR  2406795. PMID  28562890.
  10. ^ Fuglesteg, Britt N .; Haga, Øyvind E .; Folkow, Lars P .; Фуглей, Ева; Бликс, Арнольдус Шитте (22 сентября 2005 г.). «Сезонные колебания основной скорости метаболизма, более низкая критическая температура и реакция на временное голодание у песца (Alopex lagopus) со Свальбарда». Полярная биология. 29 (4): 308–319. Дои:10.1007 / s00300-005-0054-9. S2CID  31158070.