仙人掌也怕气候变暖(科技大观)

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说到仙人掌,人们会想到“耐干旱、耐高温”。但随着全球气候不断变暖,仙人掌可能也“受不了”了。最近,国际期刊《自然・植物》发表的一篇研究显示,由于气候变化、生存环境改变和其他压力因素,到2070年可能将有多达90%的仙人掌种类面临灭绝威胁。气候变化带来的高温和干旱已成为威胁仙人掌生存的首要因素。

在传统认知中,仙人掌是适应极端干旱环境的代表:烈日下,沙漠中,仙人掌可以通过粗壮的肉质茎储存水分,同时利用尖刺保护自己。实际上,仙人掌科植物大约有140属2000多种,从沙漠到山区,从极度干燥的环境到潮湿的热带森林,都有仙人掌的家族成员。有一类叫“叶仙人掌”的植物,甚至拥有与苹果树类似的叶片。

仙人掌类植物拥有很多适应特殊和极端环境的生存技能,被认为是地球上生命力最顽强的植物类群之一。在炎热干旱地区生存的仙人掌,有一套特别的存储二氧化碳系统――景天酸代谢途径,白天关闭气孔,避免水分流失;夜晚开放气孔,吸收和储备二氧化碳。生活在海边荒漠地带的仙人掌,则能够利用自己的尖刺“抓住”雾气中的水分。

然而,在全球变暖的环境下,这些“独门秘籍”可能会失灵。日益升高的气温会提高植物的夜间呼吸强度,这意味着仙人掌需要在夜晚消耗更多能量。长时间干旱天气,也会极大影响那些主要依靠雾气来生存的仙人掌,其生长和繁殖会因缺水而停止。

任何生物,即便有再顽强的生存能力也有其相对性。在自然界中,有些植物选择的是适应绝大多数环境的“泛化适应”,比如芦苇和狗尾草等就是典型代表,它们能够在多种环境中生存;有些植物选择的是适应特殊环境的“特化适应”,比如仙人掌。当环境出现变化时,那些“特化适应”的物种会面临极大风险,因为它们可以备选的方案很少。

今天,仙人掌面临的气候变化困境,也是很多动植物及微生物需要面对的。据联合国生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台评估,全球平均温度升高2摄氏度,就有5%的物种面临灭绝风险;升高4.3摄氏度,这一比例将骤增至16%。

如果把生态系统比作一座大厦,每一个物种就是支撑大厦的基石。基石数量越少,大厦基础就越不牢固。中科院植物研究所的一项研究表明,气候变暖尤其是在温暖的干旱年份,荒漠草原植被地上的净初级生产力就显著降低。植被的变化又将影响到相关的动物和微生物,对荒漠草原造成不可逆的影响。

稳定的生态系统对于人类的生存和发展具有重要意义。保护生物多样性,不仅是一种关爱,更关乎人类延续发展的根本利益。当下,减少碳排放、减缓全球变暖已刻不容缓,这是保护生物多样性和整个生态系统的关键所在,也是促进人与自然和谐共生的必由之路。

(作者为中国植物学会科学传播工作委员会成员)

《 人民日报 》( 2022年07月06日 16 版)

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