气候变化可能使更多昆虫面临灭绝风险 美国宇航局的可视化显示了2017至2021的全球温度异常数据

美国宇航局的可视化显示了2017至2021的全球温度异常数据。高于正常的温度用红色显示，低于正常的温度则用蓝色显示。预计温度变异性的变化将增加昆虫灭绝的风险，如以家畜和人类血液为食的叮咬性苍蝇Stomoxys calcitrans。

美国国家航空航天局的新研究模型揭示了昆虫种群如何应对可能导致气候变化的严重温度变化。在最近发表在《自然气候变化》杂志上的一项研究中，科学家们发现，他们研究的昆虫种群中，65%可能在下个世纪灭绝。

昆虫在地球生态系统中扮演着许多重要角色。它们通过授粉帮助生产水果、蔬菜和花卉。它们分解有机物。它们甚至有助于控制有害害虫。但是，我们对昆虫和生态系统如何应对气候变化的理解存在差距。

“我们需要一个建模工具来了解温度变化对昆虫种群的影响，”加州硅谷NASA艾姆斯研究中心的前博士后研究员凯特·达菲博士说。“这就是我们本次研究的目的：为科学家提供一种更直接、更准确的方式来理解这种动态。”

达菲和其他科学家使用先进的模型来探索冷血昆虫种群如何应对下个世纪预计的温度变化。研究小组发现，他们研究的38种昆虫中，有25种可能在下个世纪面临更大的灭绝风险，特别是由于当地环境的剧烈和不稳定的温度波动。

科学家预计，气候变化将对生物多样性产生负面影响，即地球上基因、物种和生态系统的变异量。保持多样性对于人类健康、粮食安全、清洁的空气和水以及全世界数百万的农业工作至关重要。了解哪些物种可能处于最危险的状态，可以让自然保护主义者更准确地确定打击多样性损失的目标。

许多以前的研究都依赖于平均温度和物种健康之间的关系，为气候对物种属性（如它们的分布或丰度）的影响的统计模型提供信息。但这样的模型可能会产生误导，因为温度和物种表现之间的关系很复杂——有很多因素在起作用——而且很少有模型能正确地解释温度的波动。



为了更详细地了解温度变化将如何影响昆虫种群，达菲及其同事综合了世界气候研究计划的气候预测、昆虫在不同温度下的行为数据以及数学模型——科学家称之为“动态建模”。“这种方法是独特的，因为它将气候预测与现有的昆虫温度响应模型相结合，从而得出昆虫种群预测。先前的研究提供了对昆虫种群增长率的洞察，但他们之前还没有将模型扩展到种群水平。



他们的分析表明，由于温度的极端变化，在研究的38个种群中，65%的种群在未来50到100年内面临灭绝的风险会增加。温度变化对冷血昆虫来说尤其危险，因为这些生物在剧烈的温度波动中缺乏调节体温的机制。



“这项研究中的生态和数据驱动模型可以比我们以前更准确地预测生态反应，并为帮助物种适应气候变化提供更有针对性的策略，”东北大学研究员、该论文的合著者奥鲁普·甘古利说。



这项研究主要由国家科学基金会的拨款资助，国防部提供了额外支持。达菲领导了这项研究，同时支持美国宇航局在埃姆斯的地球交换团队，并在东北大学攻读博士学位。她最近与人共同创立了宙斯AI，这是一家由美国宇航局小企业创新研究资助的初创公司，利用机器学习进行天气预报。