动物的进化速度能跟上气候变化吗?
已有研究表明一些动物已改变了原有的生活方式，逐渐适应气候变化所产生的影响。另一些物种正在逐渐进化，以调节体温，适应气候变化。进化为生命适应气候变化提供了一条途径，但这需要时间。因此，随着人类活动造成的气候变化加快了环境变化的速度，最大的问题是，动物的进化速度能跟上气候变化吗?
传统的进化论认为，进化是一个渐进的过程，在几百年或几千年的时间里慢慢塑造生物体。然而，在某些情况下，物种可以更快地适应。“许多生物都有惊人的应对能力，” 俄亥俄州凯斯西储大学(CWRU)的进化生态学家Sarah Diamond说。
过去几十年进行的研究表明，进化可以在类似于气候变化的时间尺度上发生。通过弄清楚哪些因素决定了进化的速度，科学家们希望确定哪些条件使动物最有机会跟上快速变化的世界。
在一篇综述《气候变化何时会超过适应性进化》中，研究人员汇集了现有研究成果，研究物种如何快速进化出与气候相关的特征，比如耐受高温、干燥条件或海洋酸化的能力。他们对文献的全面研究揭示出许多好消息，例如，一项实验室实验表明，小球藻(Chlorella vulgaris)可以迅速进化以耐受比通常的最佳温度高出3℃的温度。
加州大学戴维斯分校研究进化和基因组学Andrew Whitehead表示，最有可能应对未来变化的物种是那些拥有大量遗传多样性的物种。庞大而多样化的种群可以拥有更多的特征，这些特征可能有助于一个物种适应新的环境。再加上其繁殖速度极快，这就是细菌能如此迅速地对抗生素产生耐药性的原因。
然而，快速适应并不局限于微生物。在Andrew Whitehead的研究中表明，大西洋鳉鱼(Atlantic killifish)已经适应了在受到严重工业污染困扰的河口生活，他们通过大量的遗传变异来完成这一壮举。鳉鱼拥有所有脊椎动物中已知最高水平的遗传多样性。再加上庞大的种群数量和短暂的世代更替，使它成为一个个充满基因突变的物种。而其中一些突变是有益的，至少为一些个体生存提供了所需的东西。
然而大多数物种都不能像鳉鱼那样进化。但澳大利亚弗林德斯大学的分子生态学家Luciano Beheregaray表示，自然杂交减少了对气候变化的脆弱性，在气候变化下，无法通过范围转移追踪生态位的物种在很大程度上依赖于遗传变异来适应和生存。通过与近亲交配，动物的后代可以获得它们所需要的特征。
例如，澳大利亚河流中几种关系密切的彩虹鱼，生活在较高海拔地区的彩虹鱼适应了那里较冷的温度，随着气温上升，来自下游的彩虹鱼开始在河流的上游定居，经常与适应寒冷环境的种群交配，而这些新的杂交种群比已适应寒冷的种群更加不容易受到未来变暖的影响。
“杂交可以给某些物种带来更大的适应性，” 研究人员表示，杂交也是人们可以参与的领域。他说：“我们可以通过积极引入可能帮助它们适应的遗传物质来管理处于危险中的种群。这总比眼睁睁地看着物种灭绝要好。”
即使动物没有遗传多样性或杂交潜力来抵御即将到来的变暖，它们也有其他方法可以适应，俄亥俄州凯斯西储大学的研究人员Ryan Martin说，一些动物可以寻找它们喜欢的温度范围内的微栖息地，或者调整自己的行为，在一天中较凉爽的时候更加活跃，这可能会缓冲气候变化对它们的影响。
但Martin说，行为上的改变也只能到此为止。为了保持凉爽而撤退到山上的动物最终会跑出山，到那时，对它们来说进化出更好的耐热性可能已经太晚了。
研究人员表示，除了预测单个物种的命运之外，真正棘手的部分是了解这些变化对未来的生态系统意味着什么。“虽然我们可以做出大致的预测，但我们不知道失去关键生态系统服务会产生怎样的蝴蝶效应。”
编译：Sara 审核：Richard
参考资料：
https://wires.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/wcc.852?af=R
https://www.science.org/doi/10.1126/science.aah4993
https://eol.org/pages/1157172
https://hakaimagazine.com/news/can-animals-evolve-fast-enough-to-keep-up-with-climate-change/
https://www.nature.com/articles/s41558-022-01585-1
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