自然是人類賴以生存和發(fā)展的基本條件。近日，植物學(xué)家、英國(guó)皇家植物園邱園的科學(xué)部主任亞歷山大·安東內(nèi)利（Alexandre Antonelli）新作《隱蔽的宇宙：探索人與自然和諧共生的未來(lái)》分享會(huì)在國(guó)家植物園南園舉辦。分享會(huì)以“探索生命奧秘”為主題，中國(guó)科學(xué)院植物研究所系統(tǒng)與進(jìn)化植物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、植物標(biāo)本館館長(zhǎng)、博士生導(dǎo)師孔宏智，武漢植物園研究員陳思翀等嘉賓受邀出席。

亞歷山大·安東內(nèi)利在《隱蔽的宇宙：探索人與自然和諧共生的未來(lái)》分享會(huì)現(xiàn)場(chǎng)。活動(dòng)由人民郵電出版社、北京智元微庫(kù)文化發(fā)展有限公司和中國(guó)科學(xué)院植物研究所聯(lián)合主辦（主辦方供圖）。

亞歷山大·安東內(nèi)利出生在巴西，在巴西東南部靠近大西洋雨林的地方長(zhǎng)大，小時(shí)候熱衷于收集昆蟲(chóng)、種子、貝殼以及其他東西。在其成長(zhǎng)過(guò)程中，他對(duì)探索隱蔽的動(dòng)植物世界始終抱有極大的熱情和興趣。完成生物學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)業(yè)后，安東內(nèi)利進(jìn)入瑞典哥得堡大學(xué)攻讀博士學(xué)位，研究美洲熱帶地區(qū)的生物多樣性的進(jìn)化。2017年，安東內(nèi)利創(chuàng)立了哥德堡全球生物多樣性中心，并擔(dān)任該中心的首任主任。其后，他進(jìn)入世界上首屈一指的植物和真菌研究機(jī)構(gòu)——英國(guó)皇家植物園邱園成為科學(xué)部主任。不久，他又受聘成為牛津大學(xué)客座教授。

安東內(nèi)利的科研足跡遍布世界各地，其研究課題涉及整體生態(tài)系統(tǒng)（比如熱帶雨林）的起源和進(jìn)化、生物多樣性的時(shí)空變化及變化過(guò)程，他受過(guò)專業(yè)的植物學(xué)的學(xué)術(shù)訓(xùn)練，研究過(guò)各種不同的生物及化石記錄。在科研過(guò)程中，安東內(nèi)利及其合作伙伴試圖厘清氣候變化和生命史早期的其他事件如何影響物種，希冀從對(duì)過(guò)去的研究中學(xué)到更好的預(yù)測(cè)未來(lái)科學(xué)發(fā)展的方法。

活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，安東內(nèi)利指出，生物多樣性是“地球上生命的多樣性”，這是一個(gè)非常復(fù)雜的概念，包含豐富的特征和意義。安東內(nèi)利認(rèn)為，生物多樣性包含了物種多樣性、遺傳多樣性、進(jìn)化多樣性、功能多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性，它們彼此相互聯(lián)系又互不相同?！耙庾R(shí)到我們正生活在環(huán)境危機(jī)中，這似乎很可怕，然而根據(jù)我在研究中獲得的洞見(jiàn)，我知道我們?nèi)匀挥袝r(shí)間來(lái)解決這些問(wèn)題?！卑矕|內(nèi)利表示，“只要自然生境和物種還在，希望就還在。有了關(guān)于自然界的知識(shí)，有了關(guān)心自然界的意愿，我們就有了以更可持續(xù)的方式塑造未來(lái)的動(dòng)力?！苯Y(jié)合《隱蔽的宇宙：探索人與自然和諧共生的未來(lái)》一書，安東內(nèi)利認(rèn)為我們應(yīng)當(dāng)把探索生物多樣性當(dāng)作一趟連貫的旅程，從基礎(chǔ)知識(shí)入手，以人人都可以采取的實(shí)際行動(dòng)結(jié)束，創(chuàng)造一個(gè)人與自然和諧共生的未來(lái)。

以下內(nèi)容選自《隱蔽的宇宙：探索人與自然和諧共生的未來(lái)》，標(biāo)題為摘編者所加，非原文所有。已獲得出版社授權(quán)刊發(fā)。

氣候變化可能對(duì)剩下的物種構(gòu)成越來(lái)越大的威脅

氣候變化是我們社會(huì)面臨的最大挑戰(zhàn)之一。它影響到全球的糧食生產(chǎn)、水資源供應(yīng)和健康人類，并可能導(dǎo)致海平面上升，隨著時(shí)間的推移，這會(huì)讓生活在沿海地區(qū)的數(shù)億人被迫流離失所。不過(guò)，對(duì)于生物多樣性，氣候變化只是第三大威脅，位于生境消失和對(duì)物種的過(guò)度開(kāi)發(fā)之后。這并不是說(shuō)氣候變化不重要，它很重要?，F(xiàn)在，大量的自然生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)遭到破壞，物種的數(shù)量已經(jīng)大大減少，氣候變化可能會(huì)在未來(lái)幾十年里對(duì)剩下的物種構(gòu)成越來(lái)越大的威脅。

許多人把氣候變化等同于世界各地的溫度隨著時(shí)間推移而穩(wěn)步上升。這的確是最值得注意的氣候變化之一，回想一下，你兒時(shí)的寒暑可能與現(xiàn)在的寒暑截然不同。然而，它的影響不止于此。氣候變化還涉及我們能在世界各地看到的降雨量的明顯差異，像澳大利亞和地中海等地區(qū)變得越來(lái)越干燥，而其他地區(qū)，特別是赤道附近，則變得越來(lái)越濕潤(rùn)。如果說(shuō)人們之前對(duì)造成這些變化的根本原因還存在些許懷疑，那么現(xiàn)在疑云已經(jīng)散盡：無(wú)可爭(zhēng)辯，就是我們排放了二氧化碳、甲烷和一氧化二氮等溫室氣體。這些氣體是由各種人類活動(dòng)產(chǎn)生的，特別是電力熱力生產(chǎn)業(yè)、農(nóng)林業(yè)、運(yùn)輸業(yè)和制造業(yè)。

大多數(shù)物種的氣候耐受性很差，只在一個(gè)很小的溫度范圍內(nèi)生長(zhǎng)得很好。我們也不例外。研究表明，在辦公室里，理想的環(huán)境溫度差不多是22℃。增加幾攝氏度，我們進(jìn)行復(fù)雜決策的能力就會(huì)下降；降低幾攝氏度，我們的生產(chǎn)力就會(huì)下降。雖然這些計(jì)算是刻板地以體重70千克的男性為基準(zhǔn)的（女性通常偏好高幾攝氏度），但是它們適用于來(lái)自世界各地的人們。因此，幾千年來(lái)，人們一直生活在地球全部氣候范圍的一個(gè)小子集里這一點(diǎn)也就不足為奇了。雖然我們居住的區(qū)域的年平均溫度大多在8℃~28℃，但是人們一直偏愛(ài)13℃左右的地方，這正是如今北京、米蘭、惠靈頓和紐約的年平均溫度。雖然很難建立因果關(guān)系，畢竟其他因素也可能參與其中，比如農(nóng)業(yè)的潛力和避免熱帶疾病，但是它仍然明顯反映了我們與氣候有著多么密切的聯(lián)系。

隨著氣候的變化，不能在新條件下生存的物種有兩個(gè)選擇，要么適應(yīng)新條件，要么移動(dòng)到環(huán)境更宜居的新地方。如果不這樣做，這些物種就會(huì)滅絕。一些物種和物種內(nèi)的種群確實(shí)顯示出快速適應(yīng)的跡象，并且從更溫暖的氣候中受益，比如我的巴西同行費(fèi)爾南達(dá)·韋爾內(nèi)克（Fernanda Werneck）在位于馬瑙斯的巴西國(guó)立亞馬孫研究所研究的一些蜥蜴。不幸的是，大多數(shù)物種，包括人類，在生物性適應(yīng)方面都糟糕透頂。我的很多研究就是為了了解物種如何應(yīng)對(duì)歷史上的全球溫度升高的情況，在所有這些研究中，適應(yīng)所需的時(shí)間比我們現(xiàn)在所剩的時(shí)間要長(zhǎng)得多。事實(shí)上，根據(jù)估計(jì)，物種可能需要以比過(guò)去快1萬(wàn)倍的速度來(lái)適應(yīng)不斷變化的新環(huán)境，這是不可能做到的，至少對(duì)許多物種來(lái)說(shuō)是不可能的（至于到底有多少物種，有待科學(xué)討論）。

因此，受到氣候變化威脅的物種的主要生存希望是移動(dòng)到其他地方。在過(guò)去，從甲地移動(dòng)到乙地并不像現(xiàn)在這樣大費(fèi)周章。如今，我們已經(jīng)把地球上的大多數(shù)生態(tài)系統(tǒng)搞得支離破碎，為自由移動(dòng)增加了新障礙，比如城市、公路和耕地。在一些國(guó)家，在大路上架設(shè)森林橋梁有助于為動(dòng)物移動(dòng)提供安全通道，環(huán)保主義者會(huì)人工幫助一些標(biāo)志性物種（主要是哺乳動(dòng)物和兩棲動(dòng)物）到達(dá)新地區(qū)。然而，大多數(shù)物種并沒(méi)有得到這些奢侈的服務(wù)。

世界上的山地提供了一絲希望。由于在崎嶇不平的景觀上種植作物或采收木材存在困難，人類長(zhǎng)期以來(lái)都忽視了山地。與平坦易耕的地區(qū)相比，世界各地的山地已經(jīng)得到了不成比例的保護(hù)。這是一個(gè)好消息，理由有二。第一，山地天然擁有很高的生物多樣性。雖然它們只占全球陸地面積的1/8，但是它們集許多不同的生境于一身，因此它們成為1/3陸地物種的家園；第二，生活在山地的物種只需要移動(dòng)比較短的距離，比如往上坡爬一點(diǎn)，就能找到它們最適宜的溫度，而生活在較平坦地區(qū)的物種可能需要移動(dòng)上百千米（通常背離赤道）來(lái)尋找有它們所習(xí)慣的氣候的地方。在安第斯山脈，自210多年前洪堡到訪以來(lái)，有數(shù)十種植物已經(jīng)往上坡移動(dòng)了數(shù)百米，以追隨其最適氣候和植被帶。

并非所有物種都能隨著溫度上升迅速往上坡移動(dòng)

壞消息是，并非所有物種都能隨著溫度上升而迅速往上坡移動(dòng)，即使它們能做到，也總有一個(gè)終極限制：山頂。雖然科學(xué)證據(jù)有限“往往是因?yàn)槿狈煽康臍v史記錄”但是似乎許多山地物種的爬坡進(jìn)度都是滯后的。讓情況變得更加復(fù)雜的是，許多與其他物種表現(xiàn)出強(qiáng)烈的生態(tài)相互作用的物種，比如植物與其特化的傳粉者，需要一起移動(dòng)。因此，雖然山地為目前在低海拔地區(qū)的物種提供了未來(lái)的庇護(hù)所，但是關(guān)鍵在于沿著海拔梯度的升高保護(hù)好廊道，以增加物種長(zhǎng)期生存和自由移動(dòng)的可能性。這在許多地區(qū)行得通，不過(guò)不是所有地區(qū)，比如澳大利亞，其地形主要是平地，山峰的海拔最高只有2228米。連接著低地自然生境的生物廊道可以允許物種交換基因并保持適當(dāng)?shù)姆N群規(guī)模，因此在保證物種的長(zhǎng)期生存方面，它們與山地的生物廊道同等重要，但是它們可能無(wú)法像后者那樣提供針對(duì)氣候變化的同等緩沖。

已經(jīng)生活在氣候極端地區(qū)的極地物種是最脆弱的，因?yàn)楫?dāng)它們的生境消失時(shí)，它們往往沒(méi)有其他地方可去。北極熊、北極狐、海象、一角鯨，以及陸地上和海洋中的其他許多動(dòng)物都與冰雪有著密切的關(guān)系。21世紀(jì)最初幾年在斯堪的納維亞半島北部山區(qū)進(jìn)行田野考察時(shí)，我?guī)屯聻鯛柗颉つ獎(jiǎng)冢║lf Molau）和其他人捕捉旅鼠——一種超級(jí)可愛(ài)的小型嚙齒類動(dòng)物，在某些年份會(huì)大量出現(xiàn)—以評(píng)估氣候變化可能對(duì)它們的體重和幼崽數(shù)量造成何種影響。即便在那時(shí)，我們也已經(jīng)看到它們的生存環(huán)境出現(xiàn)了重大變化。越來(lái)越暖和的冬天帶來(lái)了更多的雨水和融化的雪，它們會(huì)很快結(jié)成了堅(jiān)硬的冰層，旅鼠無(wú)法沖破冰層就餓死了。即使是體型大得多的馴鹿在那里也面臨著類似的問(wèn)題，它們無(wú)法吃到冰層下面生長(zhǎng)的地衣，而地衣是它們過(guò)冬的主要食物。

有些生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氣候變化特別敏感，珊瑚礁就是最極端和最具警示性的例子之一。由于對(duì)水溫變化很敏感，它們前途未卜。隨著水溫的升高，珊瑚會(huì)驅(qū)逐與其共生的藻類。這會(huì)讓珊瑚暴露出其裸露的碳酸鹽表面而變得完全發(fā)白——“白化”。由于藻類對(duì)珊瑚的生存至關(guān)重要，隨著時(shí)間的推移，如果這種水溫條件持續(xù)，最終珊瑚和藻類都會(huì)死亡。

我們很容易認(rèn)為區(qū)區(qū)0.5℃不會(huì)帶來(lái)任何顯著的變化，事實(shí)卻大相徑庭。如果全球變暖在整個(gè)21世紀(jì)最多升高1.5℃的幅度內(nèi)——這是《巴黎協(xié)定》設(shè)定的目標(biāo)之一，那么預(yù)計(jì)全世界所有淺水珊瑚礁中只有10%~30%能夠存活。這是一個(gè)極其糟糕的前景，不幸的是，這已經(jīng)是設(shè)想中的最佳狀況。如果溫度上升幅度達(dá)到2℃——基于當(dāng)前趨勢(shì)的大多數(shù)預(yù)測(cè)所指向的最低值，預(yù)計(jì)只有不到1%的珊瑚礁能夠存活。這是一個(gè)令人難以置信的可怕未來(lái)，須知，這些生態(tài)系統(tǒng)所擁有的極端多樣性經(jīng)過(guò)了數(shù)億年的進(jìn)化，如今作為漁業(yè)、旅游業(yè)、海岸保護(hù)、醫(yī)藥業(yè)等行業(yè)的資源，正為全世界超過(guò)5億人提供著多種惠益。

還有一個(gè)與二氧化碳排放有關(guān)的威脅：海洋酸化。在人類活動(dòng)每年釋放的400億噸二氧化碳中，至少有1/4被海洋吸收。這同從大氣中吸收熱量一樣，都是海洋為我們提供的令人驚嘆卻未受重視的“服務(wù)”，這些“服務(wù)”有助于緩和我們對(duì)地球造成的巨大破壞。然而，這樣做需要付出高昂的代價(jià)，因?yàn)檫@些碳都會(huì)導(dǎo)致海洋的酸度明顯增加。1850年以來(lái)，全球海洋的平均酸度增加了約30%，到21世紀(jì)末，這一數(shù)據(jù)可能會(huì)達(dá)到現(xiàn)在的3倍。

正如我的法國(guó)同事薩姆·杜邦（Sam Dupont）和其他研究人員所展示的，現(xiàn)在有各種各樣的物種，包括那些擁有含碳酸鈣的骨骼或外殼因而對(duì)酸度很敏感的物種，比如海星、蛇尾、貽貝、牡蠣和海膽。保持體內(nèi)酸度在適當(dāng)?shù)乃綄?duì)海洋生物來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的，而海洋酸化意味著它們必須消耗額外的能量來(lái)維持這一水平，這限制了它們的生長(zhǎng)，削弱了它們的身體，有時(shí)甚至造成了它們的死亡。海洋酸化不僅會(huì)減少海洋中不計(jì)其數(shù)的物種的數(shù)量，而且會(huì)對(duì)海洋中復(fù)雜的食物網(wǎng)產(chǎn)生重要的連鎖效應(yīng)。

有時(shí)，氣候變化對(duì)物種的影響產(chǎn)生得很快而且十分明顯。一個(gè)典型的例子是研究全球變暖對(duì)物種的物候?qū)W的改變，即季節(jié)性事件的時(shí)程，比如植物何時(shí)開(kāi)花、結(jié)果和落葉，某些鳥(niǎo)類何時(shí)遷徙，青蛙和蟾蜍何時(shí)在水中產(chǎn)卵，魚(yú)類何時(shí)產(chǎn)卵，以及自然界循環(huán)往復(fù)的許多其他現(xiàn)象。在少數(shù)情況下，物候?qū)W與氣候無(wú)關(guān)：燕麥、水稻和大豆就是這種情況，它們的開(kāi)花時(shí)間由響應(yīng)晝夜平衡的光感受器控制。

對(duì)大多數(shù)物種來(lái)說(shuō)，其物候?qū)W在很大程度上受到氣候的調(diào)節(jié)。關(guān)于某些物候?qū)W觀察是否“正?！钡臍v史記錄是非常寶貴的。這促使日本研究人員青野靖之檢索了由皇室、權(quán)臣和僧侶記述的文件，其中詳細(xì)記錄了一年一度的文化盛事—櫻花在京都開(kāi)花的時(shí)間。青野靖之的數(shù)據(jù)上溯至812年的開(kāi)花時(shí)間，顯示2021年迎來(lái)了有史以來(lái)最早的開(kāi)花高峰日，即3月26日。比平常年份更早開(kāi)始開(kāi)花的植物可能會(huì)錯(cuò)過(guò)它們的傳粉者，比如昆蟲(chóng)，后者可能還處在幼蟲(chóng)期或蛹期。當(dāng)這些昆蟲(chóng)最終成形時(shí)，它們喜歡的花朵已經(jīng)凋謝，它們可能因此得不到足夠的食物，最終死亡。諸如此類的不同步還可能導(dǎo)致植物的種子無(wú)法散播，或者動(dòng)物在當(dāng)季過(guò)早產(chǎn)卵，更容易受到低溫或干旱的影響。

氣候持續(xù)變暖已然是一個(gè)挑戰(zhàn)，而極端天氣事件是另一個(gè)更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。一夜之間，極端天氣事件可以摧毀整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。在世界各地，我們看到熱浪、干旱、火災(zāi)、洪水及龍卷風(fēng)的頻率和強(qiáng)度都在增加。澳大利亞是一個(gè)引人注目的例子，讓這種情況不斷在我們眼前發(fā)生。2016年和2017年，熱浪導(dǎo)致了大堡礁白化，殺死了大約一半的珊瑚。2019年，全澳大利亞有超過(guò)10.6萬(wàn)平方千米的土地受到灌叢大火的影響。

據(jù)澳大利亞科學(xué)家克里斯·迪克曼（Chris Dickman）及其同事的估計(jì)，有25億只爬行動(dòng)物和1.43億只哺乳動(dòng)物在這次大火中喪生。雖然澳大利亞的許多陸地生物區(qū)系，比如桉樹(shù)，是在有規(guī)律的火狀況下進(jìn)化的，但是2019年的極端溫度既加劇了火災(zāi)，又使大火殃及了以前從未被燒毀的地區(qū)。在邱園，我們儲(chǔ)存了近9000種澳大利亞植物的種子，因此我們能夠給我們的合作伙伴提供一些用于災(zāi)后恢復(fù)的材料，不過(guò)這是一項(xiàng)長(zhǎng)期且艱巨的工作，而且只是杯水車薪，無(wú)法完全復(fù)原在這場(chǎng)悲劇性事件中喪失的生物多樣性。

生物多樣性的喪失和氣候變化是相互交織的全球性挑戰(zhàn)。當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)退化時(shí)，碳被釋放出來(lái)，降雨模式被打亂；隨著氣候的變化，物種的多樣性和分布以及生態(tài)系統(tǒng)的健康也會(huì)發(fā)生變化。打破這種惡性循環(huán)需要同時(shí)解決這兩個(gè)危機(jī)。我們必須盡一切努力減緩甚至阻止氣候變化，同時(shí)也要找到方法讓我們?nèi)祟惡妥匀唤绺杆俚剡m應(yīng)這些由我們啟動(dòng)的不可逆轉(zhuǎn)的變化。