Czy zwierzęta i rośliny przystosują się do zmiany klimatu?

Co mówi nauka...

Ludzie przekształcają globalne środowisko. Wielkie połacie lasów w strefach umiarkowanych Europy, Azji i Ameryki Półocnej wycięto w ostatnich stuleciach pod uprawy, dla drewna i rozwoju miast. Lasy tropikalne są na celowniku. Inwazje konkurujących gatunków, szkodników i drapieżników wprowadzonych przy udziale człowieka postępują wykładniczo, a nadmierna, wyniszczająca eksploatacja łowisk i leśnej zwierzyny ciągle jest regułą a nie wyjątkiem.

Ten stan był napędzany przez sześciokrotny wzrost liczby ludności i wzrost globalnej gospodarki 50 razy od roku 1800. Wielki współczesny kapitał zbudowano na rabunkowym gospodarowaniu środowiskiem. Dzisiaj nawet do 83% powierzchni lądów jest pod bezpośrednim wpływem człowieka i całkowicie panujemy nad 36% powierzchni biologicznie produktywnej. Do połowy światowego przepływu słodkiej wody pozyskuje się do użytku przez ludzi. Przemysł przekształca do postaci aktywnych więcej azotu niż wszystkie zjawiska naturalne, a procesy rolnicze i przemysłowe nieustannie gromadzą w atmosferze trwałe gazy cieplarniane aż do poziomów nie spotykanych od co najmniej 800 000 lat, a być może o wiele dłużej.

Jest jasne, że to ogólnoświatowe panowanie ludzkiego gatunku musi mieć skutki dla bioróżnorodności. Rzeczywiście, niedawny raport na ten temat, Millennium Ecosystem Assessment z 2005 zawiera smutne wnoski – 60% ekosystemów jest zdegradowanych a tempo wymierania 100 albo 1000 razy przekracza to naturalne z długich przedziałów czasu geologicznego. Przykładowo, badanie autora z 2003 wykazało, że nawet 42% gatunków z Azji Południowo-Wschodniej może być skazanych na wyginięcie przed rokiem 2100 z powodu samego wycinania lasów i fragmentacji siedlisk.

Rysunek 1: Przewidywane wymieranie w Azji Południowo-Wschodniej z powodu utraty siedlisk (źródło: Sodhi, N. S., Koh, L. P., Brook, B. W. & Ng, P. K. L. 2004)

Biorąc pod uwagę istniejące naciski i zaburzenia, warto zapytać, czy globalne ocieplenie jeszcze przyczyni się do tego bałaganu. Niektórzy, jak sceptycy S. Fred Singer i Dennis Avery, nie widzą żadnego niebezpieczeństwa, utrzymując, że “koralowce, drzewa, ptaki, ssaki i motyle dobrze się przystosowują do codzienności zmiennego klmatu”. Poza tym, chociaż zmiana klimatu jest ważna dla ekologów, nie jest to główne zagadnienie (obecnie), zapewne z powodu stopnia szkoldliwości i tempa działania innych zagrożeń.

Globalne ocieplenie jak dotąd z pewnością wpłynęło na geograficzny zakres występowania gatunków oraz czas rozrodu, migracji, kwitnienia i tak dalej. Jednak eksptrapolacja obserwowanych skutków w celu przewidywania ryzyka wyginięcia w przyszłości jest wyzwaniem. Najbardziej obecnie znane badanie zespołu z Wielkiej Brytanii ocenia, że 18% gatunków roślin i 35% zwierząt czeka zagłada do 2050 z powodu zmiany klimatu. Praca, w której zastosowano proste podejście polegające na ocenie zmian zakresów występowania gatunków po dopasowaniu do współczesnych warunków bioklimatycznych, wywołało gorączkową debatę. Niektórzy przekonywali, że jest zbyt optymistyczna albo za bardzo niepewna, ponieważ pomija większość ekologicznych szczegółów, natomiast według innych mogła być pesymistyczna w wyrazie, opierając się na wiedzy i reakcjach gatunków i obserwowanej odporności na wcześniejsze zmiany klimatu w zapisie kopalnym (patrz niżej). 

Duża liczba dawnych masowych wymierań istotnie wykazuje mocny związek z globalnymi zmianami klimatu, w tym największa hekatomba kończąca erę paleozoiczną 250 mln lat temu, i mniej katastrofalne, ale też niszczycielskie paleoceńsko-eoceńskie maksimum termiczne 55 mln lat temu. Jednak wydaje się, że w bliższej przeszłości, w czasie czwartorzędowych cykli glacjalnych ciągnących się przez ostatni milion lat, było mało zdarzeń wymierania związanych z klimatem. Ten ciekawy paradoks ma nawet nazwę – nazywa się go "Zagadką Czwartorzędu".

Przez ten czas globalna różnica średniej temperatury między głębokim zlodowaceniem i ciepłym interglacjałem wynosiła 4-6 °C – mniej więcej tyle, ile przewiduje się wzrostu w nadchodzącym stuleciu, zakładając scenariusz intensywnego spalania paliw bez środków zapobiegawczych. Wydaje się, że większość gatunków przetrwała liczne cykle glacjalne. Można tak wnosić z zapisu kopalnego i poszlak genetycznych u współczesnych gatunków. W Europie i Północnej Ameryce populacje przesuwały się na południe wraz z postępem pokryw lodowych i ponownie zajmowały północne tereny, gdy lodowiec się cofał. Niektóre gatunki mogły też przetrwać w lokalnych ostojach otoczonych tundrą i lodowym krajobrazem. Wykryta niedawno lokalizacja w jaskini w Australii pokazuje, że wielkie ssaki (megafauna) były w stanie przetrwać nawet w pustynnym otoczeniu Nullarboru w warunkach podobnych do współczesnych.

Chociaż jednak zapis geologiczny jest kluczowy dla zrozumienia, jak gatunki reagują na naturalne zmiany klimatu, jest kilka powodów, dla których przyszłe konsekwencje dla bioróżnorodności będą szczególnie poważne:

A) Ocieplenie wywołane przez człowieka jest już bardzo szybkie i oczekuje się, że jeszcze przyspieszy. Scenariusze emisyjne IPCC takie jak A1FI i A2 oznaczają tempo ocieplania od 0,2 do 0,6 °C na dekadę. Dla porównania, średnia zmiana między 15 a 7 tysiącami lat temu wynosiła około 0,005 °C na dekadę, chociaż czasem zdarzały się krótkotrwałe (i być może tylko regionalne) gwałtowne wstrząsy, takie jak Dryas Młodszy, Zdarzenia Dansgaarda-Oeschgera i Zdarzenia Heinricha.  

B) Ocieplenie w XXI wieku o 2 °C, mieszczące się w najbardziej optymistycznym zakresie przewidywań, stworzy warunki, które nie występowały od środkowego pliocenu 3 miliony lat temu. Ponad 4 °C ocieplenia atmosfery przywróciłyby świat prawie wolny od lodu, jaki istniał przed 35 millionami lat. Średni czas życia "gatunku" to tylko 1 do 3 mln lat. Jest więc całkiem możliwe, że w geologicznej chwili jaką jest stulecie, warunki na planecie zmienią się na takie, jakich większość współczesnych gatunków nie doświadczyła.

C) Jak zaznaczono powyżej, bardzo ważne jest zrozumienie, że ekosystemy w XXI w. zaczynają już od przesuniętego "poziomu odniesienia", a więc straciły odporność. Większość siedlisk już jest zdegradowana, a populacje zubożone, w mniejszym lub większym stopniu, przez działalność człowieka. Przez tysiąclecia nasze wplywy były miejscowe, chociaż często poważne, ale w ciągu ostatnich kliku stuleci wyzwoliliśmy fizyczne i biologiczne przemiany na skalę globalną. W tym kontekście, synergie (dodatnie albo samonapędzające sprzężenia) z powodu globalnego ocieplenia, zakwaszenia oceanów, niszczenia i rozdrabniania siedlisk, gatunków napływowych, zanieczyszczeń (Rysunek 2) mogą prowadzić do lawinowego wymierania. Na przykład nadmierne zbiory, zanikanie siedlisk i zmieniona charakterystyka pożarów prawdopodobnie wzmocnią bezpośredni wpływ zmiany klimatu i utrudnią gatunkom przemieszczanie się do nienaruszonych obszarów i utrzymywanie bezpiecznej liczebności populacji. Jedne zagrożenia wzmagają inne, lub wiele skutków współgra, co czyni wypadkowy wynik dużo poważniejszym niż dla każdego zagrożenia osobno (Brook et al 2008).

Rysunek 2: Obrazek z Millennium Ecosystem Assessment

D) W przeszłości gatunki adaptowały się do zmian klimatu głównie przez przesuwanie zakresu występowania na wyższe albo niższe szerokości (w zależności czy się ocieplało czy ochładzało), lub w górę/dół stoków. Były też odpowiedzi ewolucyjne – osobniki najlepiej znoszące nowe warunki przeżywały, co dawało większą odporność przyszłym pokoleniom. Teraz, z powodu punktów A–C opisanych wyżej, takie przestosowanie najczęściej nie będzie możliwe, albo nie wystarczy żeby dać sobie radę. Globalne ocieplenie jest za bardzo wszechobecne i dzieje się za szybko. Czas już nadszedł i gatunki nie mają gdzie się schować ani uciec.

iPhone

Android

Nokia