20攝氏度似乎是地球上生命茁壯成長的最佳溫度：這在一個變暖的世界意味著什么

2025-12-11 16:24:19 分類：探索 閱讀(1434)

20攝氏度似乎是地球上生命茁壯成長的最佳溫度：這在一個變暖的世界意味著什么。信用:uux.cn/Unsplash/CC0公共領域
（神秘的度似的最度個的世地球uux.cn）據對話（馬克·約翰·科斯特洛和羅斯·科克里）：你有沒有想過地球生命的最佳溫度？對人類來說，20℃是乎地青島包養外圍上門外圍女上門外圍上門外圍女（微信199-7144-9724）提供1-2線熱門城市快速安排30分鐘到達舒適的。任何溫度升高都會降低我們的球上工作效率，因為釋放熱量需要能量。茁壯
我們知道許多物種可以在比人類更冷或更暖的成長溫度下生存。但我們對已發表研究的佳溫界意系統綜述發現，生活在空氣和水中的變暖動物、植物和微生物的攝氏生命熱范圍在20攝氏度時重疊。這可能是度似的最度個的世巧合嗎？
對于所有物種來說，與溫度的乎地青島包養外圍上門外圍女上門外圍上門外圍女（微信199-7144-9724）提供1-2線熱門城市快速安排30分鐘到達關系是一條不對稱的鐘形曲線。這意味著生物過程隨著溫度的球上升高而增加，達到最大值，茁壯然后在太熱時迅速下降。成長
最近，佳溫界意一個新西蘭研究小組注意到，海洋物種的數量并沒有像人們通常認為的那樣在赤道達到峰值。相反，這一數字有所下降，在亞熱帶地區達到峰值。
后續研究表明，自大約2萬年前的最后一次冰河時期以來，這種下降越來越深。由于全球海洋變暖，它的加深速度更快。
當物種數量與年平均溫度相對比時，溫度下降了20攝氏度以上。這是第二個巧合嗎？
生物過程和生物多樣性
塔斯馬尼亞島的研究模擬了微生物和多細胞生物的生長速度，發現其生物過程最穩定的溫度也是20攝氏度。
這個“科克里模型”建立在其他研究的基礎上，這些研究表明20℃是生物分子最穩定的溫度。第三個巧合？
我們與來自加拿大、蘇格蘭、德國、香港和臺灣的同事合作，尋找溫度如何影響生命的一般模式。令我們驚訝的是，我們到處都發現，事實上，20°C是衡量生物多樣性的關鍵溫度，不僅對海洋物種如此。
實例表明，溫度高于20°C左右會導致各種關鍵指標下降:
海洋和淡水物種對低氧的耐受性海洋浮游生物（開闊水域生物）和海底生物（海底生物）的藻類生產力和魚類對餌料的捕食率遠洋魚類、浮游生物、底棲無脊椎動物和化石軟體動物的全球物種豐富性和基因多樣性。
當溫度超過20攝氏度時，化石記錄中的物種滅絕也有所增加。
物種豐富度增加
在全球范圍內，珊瑚魚和無脊椎動物生活的溫度范圍在地理分布以20℃為中心的物種中最窄。在微生物中也可以看到同樣的效果。
雖然許多物種已經進化到在更溫暖和更寒冷的溫度下生活，但大多數物種生活在20攝氏度。此外，化石記錄中的滅絕——包括海綿、燈殼、軟體動物、海墊（苔蘚蟲）、海星和海膽、蠕蟲和甲殼類動物——在20攝氏度下的滅絕率較低。
隨著物種進化到生活在20°C以上和以下的溫度，它們的熱生態位變得更寬。這意味著即使它們居住在更熱或更冷的地方，大多數仍然可以生活在20攝氏度。
數學科克里模型預測，在20攝氏度時，熱寬度應最小化，生物過程最穩定和有效。反過來，這將最大限度地提高所有生命領域的物種豐富度，從細菌到多細胞植物和動物。因此，該模型為這種“20℃效應”提供了理論解釋。
預測氣候變化的影響
生命似乎集中在20攝氏度左右，這意味著熱帶物種適應更高溫度的能力受到了根本性的限制。
只要物種能夠改變它們的活動范圍以適應全球變暖，20攝氏度的效應意味著物種豐富度將在當地每年平均增加20攝氏度。超過這一水平，豐富度將下降。
這意味著許多能夠通過改變地理分布來適應全球變暖的海洋物種不太可能因氣候變化而滅絕。
然而，由于城市、農業和其他人類基礎設施改變了地貌，陸地物種可能無法輕易改變它們的地理分布。
20°C效應是對上述現象的最簡單解釋，包括:物種豐富度和遺傳多樣性隨溫度變化的趨勢；化石記錄中的滅絕率；生物生產力；最佳增長率；和海洋捕食率。
盡管多細胞物種很復雜，但值得注意的是，細胞水平的溫度效率也反映在生物多樣性的其他方面。
確切地說，為什么20℃對細胞過程至關重要且節能，這可能是由于水與細胞相關的分子特性。這些特性也可能是為什么~42攝氏度似乎是大多數物種的絕對極限。
對這種20°C效應的更多認識可能會導致對溫度如何控制生態系統過程、物種豐度和分布以及生命進化的新見解。