Парниковые газы, выделяемые человеком, вызывают потепление в мире, и с этим потеплением возрастает стресс для многих растений и животных планеты. Этот стресс настолько велик, что многие ученые считают, что в настоящее время мы находимся в разгаре "шестого вымирания", поскольку целые виды исчезают в 10 000 раз быстрее, чем до индустриальной эры. Однако ученые не были уверены, какие экосистемы и какие виды подвергаются наибольшему риску.

Новое исследование, недавно опубликованное в журнале Nature Climate Change, является первым, показывающим, что акцент на риске на уровне вида скрывает широкую изменчивость температурной толерантности даже внутри одного и того же вида, и что эта изменчивость больше для морских видов, чем для наземных. Полученные результаты имеют непосредственное значение для методов управления и сохранения и дают надежду в усилиях по адаптации к быстрому потеплению в мире.

"Одно из самых важных биологических открытий за последнее столетие заключается в том, что эволюция может происходить гораздо быстрее, чем считалось ранее", - говорит Брайан Ченг, профессор морской экологии Массачусетского университета в Амхерсте и старший автор статьи. "Одним из следствий этого является то, что разные популяции одного и того же вида могут адаптироваться к местным условиям с большей готовностью, чем считала возможной традиционная биология".

Оказывается, что эта быстрая, локализованная адаптация может помочь обеспечить выживание в условиях потепления в мире.

Проведя метаанализ 90 ранее опубликованных исследований, из которых Ченг и его соавторы извлекли данные о 61 виде, команда смогла построить набор "верхних температурных пределов" - конкретных температур, выше которых каждый вид не мог выжить.

Однако, увеличив масштаб еще больше и рассмотрев 305 различных популяций, взятых из этого пула из 61 вида, они обнаружили, что разные популяции одних и тех же морских видов часто имеют сильно отличающиеся температурные пределы. Это говорит о том, что у некоторых популяций развились различные способности переносить высокие температуры.

Таким образом, главное - поддерживать связь между различными популяциями одного и того же вида, чтобы популяции, адаптировавшиеся к более высоким температурам, могли передать это преимущество популяциям с более низкими температурными ограничениями. Другими словами, представьте себе широкий спектр морских видов, таких как миниатюрная атлантическая рыба-убийца, которая встречается от теплого побережья Флориды на севере Соединенных Штатов до холодных вод Ньюфаундленда, Канада. Северные популяции киллифишей могут лучше переносить потепление воды, если некоторые из их южных сородичей смогут естественным образом сместить ареал обитания на север.

"Масштаб имеет значение", - говорит Мэтью Сасаки, морской биолог и эволюционный эколог, который завершил это исследование в рамках своей докторской стипендии в Университете Коннектикута и является ведущим автором статьи. "Закономерности, которые вы видите у разных видов, отличаются от тех, которые вы видите внутри видов, и общая картина не обязательно соответствует тому, что происходит на местном уровне".

В еще одном повороте команда, в которую входили биологи, специализирующиеся как на наземных, так и на морских экосистемах, обнаружила, что эта внутривидовая изменчивость была в первую очередь особенностью животных, живущих в океане и приливных районах. Популяции широко распространенных видов, обитающих на суше или в пресной воде, демонстрируют гораздо большую однородность в своих термических пределах и, следовательно, могут быть более чувствительными к повышению температуры. Однако на суше растения и животные могут воспользоваться преимуществами микроклимата, чтобы остыть и избежать экстремальных температур, например, переместившись в тенистые места.

Взятые вместе, исследования показывают, что единый для всех видов подход к сохранению и управлению не сработает. Вместо этого, пишут авторы, нам нужно понять, как население адаптировалось к своим местным условиям, если мы хотим предсказать их уязвимость к изменяющимся условиям.

Более эффективный подход включал бы обеспечение того, чтобы морские виды могли находить широкие участки неповрежденной среды обитания по всему своему ареалу, чтобы различные популяции одного и того же вида могли смешиваться и передавать адаптации, которые помогают им выживать в более теплых водах. На суше нам необходимо поддерживать большие участки прохладных экосистем, таких как старовозрастные леса, которые наземные виды могут использовать в качестве убежищ.

"Проблеск надежды здесь, - говорит Ченг, - заключается в том, что с помощью природоохранной политики, адаптированной к отдельным группам населения, мы можем выиграть им время для адаптации к потеплению в мире".