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氣候變化帶來的死與生?

氣候的變化對於我們美麗又堅強的地球來說算不上大事,不過是感冒發燒,冷一下熱一下而已。然而,對於依附於地球的眾多生物體來說,輕微的氣候變化也會改變它們的生存環境,徹底改寫一些生物的命運。不要急著悲觀喪氣,我們不妨從達爾文進化論的角度來看待這樣的問題,既然適者生存,優勝劣汰,那麼放到氣候變化這件事上來說,不過就是爾之消退,我之新生。那麼究竟會有怎樣的生物更迭呢?

氣候變化帶來的死與生?

溫特的生物實驗

幾年前在巴拿馬的一個實驗室,克勞斯·溫特試圖召喚未來。溫特是史密森熱帶研究所的植物生理學家,他嘗試在各種地理環境溫室里栽種10種熱帶植物的幼苗。他將每種幼苗分別放在一般環境(這些熱帶植物的正常生長溫度下,日均溫約在29.11℃左右)、高溫環境以及極限高溫環境(日均溫35℃,日均溫峰值達到38.89℃)中,觀察它們的生長狀況。

根據現在全球變暖的趨勢,這也是在本世紀末,這些熱帶植物將要面臨的真實溫度環境。溫特想看看這些植物在這種環境下究竟會發生怎樣的變化。

令人欣喜的是,溫特實驗中的植物大部分沒有死亡。事實上,許多植物在溫度更高的環境下生長得更快,也更繁茂。只有兩種植物在極限高溫的環境中「束手就擒」,失去生機。古生物學的資料顯示,更溫暖的環境有利於這些熱帶植物的生長,溫特用於實驗的這些植物正好證明了這一點。要知道,上一次地球經曆日均溫35℃的時候,美國的密歇根州還長著熱帶雨林,北極地帶還長著棕櫚樹呢。

但這並不代表氣候變化不會影響現今的熱帶雨林,或者我們無需擔憂全球變暖。氣候變化會終結許多生物的生命,不過正如前面所說的,有死即有生,這也將開啟另一個世界的大門。屆時會有許多物種滅絕,生態系統會出現一些缺口,不過也總會有更適應那時環境的新物種產生,去填補那些空缺。那麼,新的世界會是什麼樣子呢?我們不妨藉助溫特的實驗管窺一二。

溫暖的森林世界

對於熱帶雨林來說,要去適應一個更熱的世界,會是一個漫長且痛苦的過程,許多物種可能熬不過去。即便如此,仍然會有許多熱帶生物很好地存活下來,其中就包含溫特實驗中所涉及的一些物種。不過,各種物種之間的關係,以及它們在生態系統中所扮演的角色可能會出現大反轉,進而改變整個森林環境。

溫特的實驗數據表明,氣溫的變化可能會改變森林的結構。最能適應高溫的樹木是孔雀豆(又稱海紅豆)、部分榕屬植物以及巴爾沙樹。溫特稱這些物種為「先鋒植物」,能夠很快適應新環境,並接管那個地方。它們到時候會在各個地方紮根生長,將枝蔓延伸到角角落落、石間縫隙。那些生殖力旺盛的小型嚙齒目動物和能夠振翅飛翔的鳥兒對於在哪築窩搭巢也沒什麼挑挑揀揀,因為到處都差不了多少,它們將在這樣的環境下生活得如魚得水。這些古時就已存在的物種還能夠幫助雨林在遭受洪水、大片樹木死亡等嚴重災害衝擊時,恢復正常生態平衡。

但是熱帶森林除卻它們之外還有千萬種其他物種,如果那些物種在熱浪中消蹤匿跡,雨林環境就會變得單一無趣了。尤其是一些晚近時期出現的植物,如今在雨林中生活的昆蟲、鳥類、猴子以及其他生物都是依賴這些植物而生活的。一旦這些物種在高溫中死亡,沒有別的物種可以取代它們。不過令人欣慰的是,這些重要物種在溫特實驗里大都經受了極限高溫的考驗。

酸性海洋世界

科學家稱海洋環境也會發生翻天覆地的變化。由於人類生產生活產生大量二氧化碳,這些氣體不僅進入大氣,最終也會進入海洋,許多二氧化碳在海水中溶解,漸漸使得海水的酸度越來越高。這一海洋酸化的過程對於海洋無脊椎動物而言簡直是一場浩劫,酸化的海水會溶解它們脆弱的身體。

但也如同熱帶森林一樣,有環境變化的輸家,自然也有在這場角逐中笑到最後的贏家。義大利的火山島和紐西蘭白島附近海域彷彿兩個天然的海洋環境實驗室。由於那裡二氧化碳濃度很高,自然模擬出未來海洋環境,有助於我們預測酸化海洋中的生物變化。

通過觀察這些二氧化碳含量較高的區域我們能夠發現,附近的海洋生態系統變得非常簡單。大片水藻會成為這種環境中的主宰,它們會生長旺盛,以其為食的微小魚類也會活得無比精彩,然而那些大型的魚類在這種環境下卻很難找到。如果以此推測,那麼未來的海洋環境中,食物鏈會大大簡化,魚類的種群數目會逐漸減少。那些不曾引起過人類關注的小魚(體長不足10厘米)會在水裡暢遊無阻,而那些人們經常捕食的食用魚類可能會越來越少直至消失蹤跡。

為新世界的到來爭取時間

當然,不論環境如何變化,人類都毫無疑問地會在新的環境中活得好好的。生物專家表示,人類就像蟑螂一樣,生命力頑強。就算刨去不斷進步的科技不談,我們的祖先在智人時代尚且能夠熬過各種艱難環境,那麼我們這群智力得到了極大發展的後輩也一定能破除萬難,在新的環境下找到新的生活方式。

而在人類周圍的生物圈,對於大部分動植物來說,它們適應環境的過程是非常緩慢的,不能要求這些生物立即擁有人類的智能,也無法逐個教會它們怎樣去適應新的氣候,我們能夠做的是給它們適應的時間。

我們人類所能做的,就是要盡量保持生物的多樣性,在人類力所能及的範圍內,不要大量的砍伐樹木或是捕殺動物、破壞生態。一些物種在進化中可能會成為未來新環境中的佼佼者,然而如果它們還沒有邁出進化的腳步就被人類給消滅掉了的話,那麼它們連進入新世界的機會都會被剝奪了。在多樣的生物圈埋藏著豐富的基因寶藏,保護得當,它們會創造出新的驚喜。

一些具有某些特性的稀有物種未來可能會成為新環境的主力軍,比如那些在乾旱環境下生存的動植物,又比如那些進入新環境後抗蟲抗害,很快消滅當地其他物種的動植物。它們都有可能成為新世界的主導物種。

如果我們希望熱帶雨林在未來的環境變化中仍能保持勃勃生機,那麼就需要生物的多樣性作為保障。那些稀有物種及其寶貴基因需要時間適應環境的變化,它們未來或許會成為拯救世界、拯救人類的重要環境因素。因此我們要盡量保護好現在的自然環境,保護好現有的一切,也是在為未來人類的生存贏得更多生機。

(原文作者:大科技雜誌社;「大科技」是海南省科學技術廳主管。以愛因斯坦的「想像力比知識更重要」為辦刊宗旨,著重與揭示天、地、自然界的奧秘,介紹科學假設和最新的科學成就,展示未來的科學前景。轉載請註明「來源:大科技雜誌社」。)

作者寫於2015-11-03
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