氣候變遷以及物種分布界線上的演化適應

文獻來源: Jane K. Hill, Hannah M. Griffiths and Chris D. Thomas, 2010. Climate Change and Evolutionary Adaptations at species' Range margins. Annu. Rev. Entomol. 56: 143-159 [abstract]

氣候變遷影響生物的分布其實不是個最近才有的新議題，在離現在最近的冰河範圍最廣的盛冰期(Last Glacial Maximum簡稱LGM)之前，早就經歷過數次氣候變遷以及冰河時期。現今的物種分布與最後盛冰期的生物避難所(Refugia又稱冰河種遺區)息息相關，甚至從許多物種的分布擴展可以看出從盛冰期到現今的氣候變遷。冰河時期結束後，物種從冰河時期的避難所播遷到新棲地，但隨著逐漸暖化的氣候，物種也不斷的往高緯度以及高海拔遷移，更有了適應環境的演化，但氣候暖化除了分布改變以及演化適應外，同時也造成瓶頸效應，使得物種的遺傳多樣性降低(註一)，Dr. Hill 等人針對這些現象，在2010回顧了近年來氣候的變遷以及生物分布，文章主要分成三個部分，分別從(1)氣候變遷對生物分布的影響、(2)生物對於新拓展的邊界環境的演化適應、以及(3)探討生物對於未來氣候暖化的適應的生物潛能，三個不同面相的探討，除了佐以許多的案例外，Dr. Hill等人也從生物遺傳多樣性的角度去探討氣候變遷所造成的影響。

以下是回顧的總結

1. 近年來氣候暖化造成許多物種往高海拔以及高緯度遷移，而且在往高緯度的分布界線擴展的物 種有演化適應的現象。
2. 在冰河時期後的許多廣布性物種，其遺傳多樣隨著分布緯度越高遺傳多樣性的降低，可以反映 出從2500前的盛冰期到現在的氣候暖化現象。
3. 遺傳多樣性的降低可能是由少數長距離播遷到新棲地的個體，因為等位基因的缺失以及異型核子的降低所造成。
4. 冰河時期後，瓶頸效應所遺留下的基因會加速或限制現今的分布是不得而知，但可以確定的是現今的棲地破碎化是會導致基因多樣性的降低(註二)。
5. 增加播遷能力是在分布邊界最常被觀察到的演化適應，(如:關於飛行能力的翅型型態改變以及代謝率增加)，當然也有演化適應是改變在與棲地的關聯性。
6. 在擴展新分布邊界時，常會在飛行能力與繁殖力間取捨，通常會藉由降低繁殖力來提高播遷力。
7. 了解生物適應環境的廣度以及速度，對於未來氣候改變反映在生物多樣性以及生態系統是很重要的關鍵。
   

註一、除了氣候之外，人類的開發造成棲地破碎化也會造成族群間的基因交流率降低，導致遺傳多樣性的降低。

註二、後冰河時期的瓶頸效應的影想就像雙面刃一樣，選汰的結果可能會使適應新環境的基因被穩定下來，幫助環境的適應，或者是相反，導致族群快速滅絕。