В нашите екосистеми всички живи същества следват процес, наречен естествен подбор. Този процес решава кои гени са най-полезни за оцеляването на живите същества и причиняват подобрения в тяхната адаптация. Това е един от основните механизми на еволюцията, предложен от Чарлз Дарвин през 19-ти век, който описва как онези организми, чиито характеристики им дават по-голям шанс за оцеляване, са склонни да се размножават повече и следователно ще запазят споменатите полезни черти.
Въпреки това изменението на климата и неговите все по-опустошителни ефекти по света въвеждат нови променливи, които влияят на този еволюционен процес. Променящите се условия на околната среда, като температури и модели на валежите, влияят както върху оцеляването, така и върху способността за възпроизводство на видовете. Като следствие наблюдаваме явление, при което Изменението на климата също може да повлияе на естествения подбор, променяйки еволюционните траектории на организмите в процес, който включва не само генетика, но и взаимодействие с околната среда.
Какво е естественият подбор?
За да разберем напълно как изменението на климата може да повлияе на процеса на естествен подбор, е важно да си припомним какво представлява естественият подбор. Естественият подбор е процесът, чрез който даден вид се адаптира към околната среда през поколенията. Този процес води до еволюционна промяна, когато индивиди с по-благоприятни характеристики (по отношение на оцеляване или възпроизвеждане) са по-успешни от другите и следователно предават тези характеристики на своето потомство. По този начин гените, които позволяват по-добра адаптация, оцеляват и се разпръскват в популацията.
Концепцията за естествен подбор се основава на идеята, че има променливост генетика между видовете. Това разнообразие позволява на някои хора да просперират повече от други при определени обстоятелства. Това явление е демонстрирано в различни генетични изследвания с течение на времето, с парадигматични примери като молците Biston betularia, които след индустриалната революция еволюираха към по-тъмно оцветяване, за да се маскират по-добре в дървета, покрити със сажди.
Този процес на промяна и адаптация не е нито автоматичен, нито бърз, но това, което видяхме през последните години е, че с изменението на климата, предизвикано от човешката дейност, времето и ритъмът на адаптация също се променят.
Естествен подбор и изменение на климата
Изследване, публикувано в списанието Наука твърди, че глобалните промени в този процес на естествен подбор се ръководят повече от валежи отколкото заради температурите. Проучването показва, че чрез модифициране на глобалния режим на валежите изменението на климата може да повлияе на еволюционния процес на видовете.
Въпреки че екологични последици от изменението на климата се документират все повече, ефектите върху еволюционния процес, който ръководи адаптацията, все още са до голяма степен неизвестни. Чрез анализиране на огромна база данни, обхващаща няколко проучвания върху различни популации от животни, растения и други организми, изследователите са проучили как вариациите в климата влияят на естествения подбор.
Адам Сипиелски, изследовател от Университета на Арканзас, посочва, че един от аспектите, които вече са идентифицирани, е промяната в моделите на суша и валежи. Чрез промяна на нивата на валежите сухите райони могат да претърпят по-тежки суши, докато влажните райони, които вече получават обилни валежи, могат да станат още по-екстремни. Тези промени от своя страна биха повлияли на трофичните взаимодействия и наличността на ресурси.
Например, промяна в моделите на валежите може да повлияе на хранителния източник на различни организми, принуждавайки някои видове да се адаптират бързо или да бъдат изправени пред изчезване. Тези промени в моделите на времето разкриват, че естественият подбор се формира от новата климатична реалност на планетата.
Намалени валежи и увеличени суши
Режимът на валежите е една от най-критичните променливи, които могат да повлияят на естествения подбор. The намаляване на валежите и увеличаващите се засушавания стават все по-чести, особено в традиционно сухи или полусухи райони. Тъй като времето и честотата на сушите се увеличават, някои региони преживяват преход към по-сух и дори пустинен климат.
Въздействието върху вида е значително, тъй като намаляването на наличността на вода засяга пряко основа на хранителната верига, като растения и насекоми. Това от своя страна засяга тревопасните животни и хищниците, които зависят от тях. Например, в някои райони видовете, които разчитат на специфична растителност за храна, могат да се сблъскат с трудности, когато растителната покривка намалее в резултат на водния стрес.
Обратно, в някои региони може да има увеличение на валежите, което също засяга организми, които не са адаптирани към по-влажна среда. И в двата случая климатът функционира като външен агент, който налага нови условия, пред които трябва да се изправят живите същества. Естеството на естествения подбор означава, че видовете, способни да се адаптират към тези нови условия, не само ще оцелеят, но и ще процъфтяват, докато други ще бъдат изправени пред намаляващи популации и дори изчезване.
Промени в екосистемите
Световните екосистеми претърпяват значителни трансформации поради изменението на климата. Колко бързо ще настъпят тези промени ще определи дали засегнатите видове имат достатъчно време да се адаптират или ще бъдат изоставени. В много системи, a промяна в модела на валежите пряко влияе върху динамиката на оцеляване на организмите. Например тревопасните видове зависят от наличието на определени растения и прекъсването на циклите на валежите може да означава значителна загуба на техния източник на храна.
Освен това, с промяната на екосистемите се променят и трофичните взаимодействия. Хищниците, които разчитат на тревопасни видове, също могат да бъдат засегнати, предизвиквайки поредица от каскадни ефекти в общността. Учените наблюдават, че обхватът на разпространение на някои видове може да бъде намален, тъй като други нови видове колонизират тяхната територия, създавайки нова динамика на конкуренция.
От решаващо значение е да се разбере връзката между изменението на климата и еволюцията на видовете, за да се предвидят промените, които могат да настъпят в екосистемите. Скорошни проучвания, като работа с риби във водни местообитания, разкриха, че организмите в тези среди са особено изложени на изменението на климата, тъй като зависят много пряко от температурата и качеството на водата.
Бързи адаптации и ускорен естествен подбор
Изменението на климата не само предполага бавни и постепенни промени, с които видовете могат да се справят малко по малко, но в някои случаи скоростта на глобалното затопляне изисква бързи адаптации. Проучване, ръководено от Дартмутския университет (САЩ), показва, че някои видове тропически влечуги, като кафявите гущери, са започнали да се адаптират много по-бързо от очакваното към покачващите се температури. Тази ускорена еволюция се дължи на естествения подбор, който протича в реално време, при който оцеляват и се възпроизвеждат само най-добре адаптираните към новите условия индивиди.
В този случай беше наблюдавано, че гущерите, които можеха да тичат по-бързо при по-високи температури, имат по-висок процент на оцеляване, тъй като успяха да поддържат активността си в сурови условия на околната среда, което им позволяваше да се хранят повече и да избягват хищници. Този пример подчертава как някои видове могат да се развиват бързо в пряк отговор на промените в околната среда, нещо, което доскоро не се смяташе за възможно. Този тип изследване дава надежда, но също така подчертава колко сложно и несигурно може да бъде прогнозирането на реакциите на видовете към изменението на климата.
Заключения относно въздействието на изменението на климата върху естествения подбор
Изменението на климата променя процеса на естествен подбор по дълбоки и в много случаи неочаквани начини. Дали поради промени в моделите на валежите, продължителни засушавания или повишаване на глобалните температури, видовете по света са принудени да се адаптират към новите реалности. Докато някои видове изглежда имат способността да реагират бързо и ефективно, много други може да не са в състояние да го направят, което представлява значително предизвикателство за глобалното биоразнообразие.
Способността на даден вид да се адаптира може да зависи от много фактори, включително неговото генетично разнообразие, неговата екологична ниша и ресурсите, налични в променящата се среда. Едно обаче е ясно: изменението на климата не само променя климата, но също така трансформира механизмите на еволюцията и естествения подбор, които са действали милиони години.
Следователно разбирането на връзките между изменението на климата, естествения подбор и еволюцията е от решаващо значение, за да можем да предвидим как екосистемите могат да се променят през следващите десетилетия и кои видове ще бъдат успешни в бъдещия климатичен свят. Междувременно научните изследвания продължават да напредват, за да разкрият сложните механизми, чрез които природата реагира, адаптира се или, в някои случаи, загива пред новите екологични предизвикателства.
