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GCB Communications | 南极地衣会成为气候变化的“赢家”吗? |
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文献速读:
提到气候变化,人们首先想到的往往是冰川消融、海平面上升,以及物种栖息地不断缩减。然而,在地球最寒冷的大陆,一类不起眼却顽强的生物,可能正在迎来新的发展机遇。发表在 Global Change Biology Communications 的最新研究显示,随着未来气候持续变暖,南极特有的岩生地衣群体不仅不会普遍衰退,反而有望获得更多适宜生存空间,并逐步向南极内陆扩张。
这一发现为我们理解极地生态系统如何应对全球变化提供了全新的视角。
正文导读
一、研究背景
南极只有约 0.18%的陆地不被冰覆盖,陆地生态系统非常脆弱。岩石地衣是南极最重要的陆地植被之一,对温度、湿度等气候变化非常敏感。
作者想回答三个问题:南极 Lecideoid 地衣到底有多少种?它们目前适合生存的气候生态位是什么?到2100年气候变暖后,它们会迁移到哪里?
二、研究做了什么
研究团队收集了:
637个地衣样本
覆盖南极62°S到86°S
分析真菌共生体(mycobiont)
分析绿藻共生体(photobiont)DNA序列
建立物种分布模型(SDM)预测未来分布
研究区域包括四大生物地理区:
Maritime Antarctica(海洋性南极)
Pensacola Mountains
Prince Charles Mountains
Transantarctic Mountains

三、发现了多少物种?
地衣真菌(Mycobiont)共发现:34个地衣物种; 其中:Maritime Antarctica:24种; Continental Antarctica:18种
此外还发现:3个此前未被描述的新 Lecidella 物种。光合作用共生藻(Photobiont)共发现:9个Trebouxia OTU 类型; 其中:
一个藻类群 Tr_S18 似乎是南极特有(endemic)
其它大多数藻类全球都有分布。
物种组成见下图:

四、结论
结论1:整体呈扩张而不是收缩
作者分析了三种IPCC未来情景:
结果显示:无论哪种情景,几乎所有研究物种的潜在适生区都增加。而且:
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情景 |
含义 |
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SSP1-2.6 |
低排放 |
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SSP3-7.0 |
中高排放 |
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SSP5-8.5 |
高排放 |
结果显示:无论哪种情景,几乎所有研究物种的潜在适生区都增加。而且:
SSP5-8.5扩张最大
SSP3-7.0次之
SSP1-2.6变化最小
结论2:海洋性南极和大陆南极表现不同
海洋性南极(Maritime Antarctica)很多冷适应种出现收缩。但:Lecidea atrobrunnea; Tr_I01 会明显扩张。
大陆南极: 三个大陆区域:Pensacola Mountains;Prince Charles Mountains; Transantarctic Mountains几乎全部物种都出现扩张。
结论3:向内陆迁移(Inland Shift)
作者发现:未来物种丰富度最高的区域将从海岸附近逐渐向内陆迁移。平均距离海岸:
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情景
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距离海岸
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当前
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24.7 km
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SSP1-2.6
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30.5 km
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SSP3-7.0
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38.1 km
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SSP5-8.5
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39.5 km
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差异高度显著(p<0.001)。
未来很多目前过于寒冷的内陆裸岩区将变成新的适生地。这些区域可能成为:climatic refugia(气候避难所)供冷适应物种继续生存。
五、为什么地衣会增加?
原因包括:气温上升; 更多冰雪融化; 裸露岩石面积增加; 空气湿度增加; 新栖息地出现; 这些因素对地衣总体有利。但模型没有完全考虑:
1. 微环境: 地衣不仅需要适合的宏观气候,还需要:岩石裂缝; 融雪水; 避风环境; 合适湿度;因此实际扩张可能低于模型预测。
2. 竞争: 未来:苔藓增加; 南极开花植物扩大; 外来植物入侵 都可能与地衣竞争。
3. 扩散能力: 即使出现新栖息地,地衣能否真正扩散过去仍是未知问题。
六、亮点
南极尺度(Circum-Antarctic)的大样本研究
637个样本覆盖整个大陆
将系统发育、DNA条形码和SDM结合
不仅研究真菌,还研究共生藻
对未来气候变化提供定量预测
发现3个潜在新物种 [Global Cha...hens Under | PDF]
局限
很多物种样本量较小
只采用单一GCM(GFDL-ESM4)
缺少微气候变量
默认地衣能够到达未来适宜栖息地
预测的是潜在适生区,而非真实分布。
论文信息
Future Range Shifts and Diversity Patterns of Antarctic Lecideoid Lichens Under Climate Change Scenarios
期刊: GCB Communications
文章类型: Research Article
作者:Anna Götz1 | Mikhail Andreev 2 | Robert R. Junker 3 | Lea Maislinger4 | Leopoldo G. Sancho5 |Wolfgang Trutschnig 4 | Ulrike Ruprecht
Doi: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/gcb4.70000

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