Именно молекулярные свойства воды, связанной с клетками, могут объяснить, почему температура 20°C имеет решающее значение и является оптимальной для жизни.
Задумывались ли вы когда-нибудь об оптимальной температуре для жизни на Земле? Для человека комфортна температура 20°C. Если станет теплее, люди будут работать менее эффективно, потому что для выделения тепла требуется энергия.
Мы знаем, что многие виды могут жить при гораздо более низких или более высоких температурах, чем люди.
Но систематический обзор исследований, проведенной группой ученых, показал, что температурные диапазоны животных, растений и микробов, живущих в воздухе и воде, перекрываются при температуре 20°C. Может ли это быть совпадением?
Для всех видов зависимость от температуры представляет собой асимметричную колоколообразную кривую. Это означает, что биологические процессы усиливаются вместе с температурой, достигают максимума, а затем быстро снижаются, когда становится слишком жарко.
Недавно исследовательская группа из Новой Зеландии заметила, что количество морских видов не достигает пика на экваторе , как это обычно предполагалось. Скорее, их число снизилось с пиками в субтропиках.
Последующие исследования показали, что это падение стало глубже со времени последнего ледникового периода, произошедшего около 20 000 лет назад. И оно углубляется быстрее из-за глобального потепления океана.
Когда число видов было построено в зависимости от среднегодовой температуры, наблюдалось снижение температуры выше 20°C. Второе совпадение?
Исследования в Тасмании смоделировали скорость роста микробов и многоклеточных организмов и обнаружили, что наиболее стабильная температура для их биологических процессов также составляет 20°C.
Эта «модель Коркри», основанная на других исследованиях, показала, что 20°C является наиболее стабильной температурой для биологических молекул. Третье совпадение?
Ученые объединились с коллегами из Канады, Шотландии, Германии, Гонконга и Тайваня, чтобы найти общие закономерности того, как температура влияет на жизнь. Исследователи продолжали обнаруживать, что действительно 20°C является ключевой температурой для многих показателей биоразнообразия, и не только для морских видов.
В летописи окаменелостей также наблюдалось увеличение вымирания, когда температура превышала 20°C.
Хотя многие виды приспособились жить при более высоких и более низких температурах, большинство видов живут при 20°C. Кроме того, при 20°C было меньше вымираний в летописи окаменелостей, включая губки, раковины ламп, моллюски, морские маты (мшанки ), морские звезды и морские ежи, черви и ракообразные.
По мере того как виды эволюционируют, чтобы жить при температурах выше и ниже 20°C, их тепловая ниша расширяется. Это означает, что большинство из них все еще могут жить при температуре 20°C, даже если они обитают в более жарких или холодных местах.
Математическая «модель Коркри» предсказывает, что термическая широта должна быть минимизирована, а биологические процессы наиболее стабильны и эффективны при температуре 20°C. В свою очередь, это должно максимизировать видовое богатство во всех сферах жизни, от бактерий до многоклеточных растений и животных. Таким образом, модель дает теоретическое объяснение этому «эффекту 20°C».
Тот факт, что жизнь, по-видимому, сосредоточена в районе 20°C, подразумевает наличие фундаментальных ограничений, которые ставят под угрозу способность тропических видов адаптироваться к более высоким температурам.
Пока виды могут менять свои ареалы, чтобы адаптироваться к глобальному потеплению, эффект 20°C означает, что будет наблюдаться локальное увеличение видового богатства до среднегодового значения 20°C. При превышении этого уровня богатство будет снижаться.
Это означает, что многие морские виды, которые могут адаптироваться к глобальному потеплению путем изменения своего географического распространения, вряд ли вымрут из-за изменения климата.
Однако наземные виды, возможно, не смогут так легко изменить свое географическое распространение из-за ландшафтов, измененных городами, сельским хозяйством и другой человеческой инфраструктурой.
Оригинал статьи можно прочитать здесь.
Еще больше удивительных научных открытий и интересных историй вы можете найти на нашем сайте «Совятня».
