産業革命に伴う大気中の二酸化炭素の増加は、地球温暖化につながっています。地球の平均気温は上昇しており、今後も上昇し続けると予想されていますが、温暖化が起こる仕組みは複雑です。一般に、冬は夏よりも速く温暖化するため、地球は年間を通して均等に温暖化しているわけではありません。より細かいスケールでは、過去の記録と気候モデルは、夜間の気温が日中の気温よりも速く上昇していることを示しています。意味することは世界平均でも同じですが、平均気温は上昇していますが、日々の変動は生態学的相互作用に重要な影響を与える可能性があります.
私たちの最近のレビューで、Speights et al (2017) は、平均的な温暖化が同じであっても、日中と夜間の温暖化が生物の生理機能に異なる影響を与える可能性が高いことを示しています.日中と夜間の温暖化が生物に与える影響が異なる理由は容易に理解できます。寒い日に暖かい部屋に足を踏み入れたことがある人なら誰でも、それが一般的に気分が良いことを知っています。これは、私たちが寒い場所にいるときは、最高のパフォーマンスを発揮できる温度である最適熱量を下回っているためです。したがって、暖かい環境に移動すると気分が良くなり、パフォーマンスが最大化される快適ゾーンに移動します.一方、暑い日に暖かい部屋に足を踏み入れると、逆効果になる可能性があります。この場合、あなたはすでに暑く、暖かい環境に移動すると過熱する可能性があります.
自然界の野生動物も同じです。日中の気温は比較的暖かく、動物の最適体温に近いです。したがって、気温が日中に主に暖まると、動物は熱ストレスに苦しむ可能性があります。ただし、ほとんどの温暖化は夜間に発生しています。より涼しい夜間の温度は、生物の熱的最適温度を下回る可能性があります (少なくとも、より暑い日中の温度と比較して)。したがって、夜間の温暖化は、温熱環境をより快適にすることで、実際に生物にプラスの効果をもたらす可能性があります.
しかし、これは夜間の温暖化がシステムの生態にとって良いことを意味するものではありません。私たちは最近、Speights らで議論された予測のいくつかをテストしました。 (2017) 別の論文、Barton &Schmitz (2018)。米国北東部の牧草地には非常に多様な植物が生息していることが多く、この多様性は捕食性のクモと植物を食べるバッタの草食動物との相互作用によって維持されています。これらの牧草地では、1 つの種 (アキノキリンソウ) が競合的に優勢であり、他のすべての植物を打ち負かし (つまり、「チョークアウト」)、最終的に植物の生物多様性を減少させます。ただし、バッタはゴールデンロッドを使用して捕食者から身を隠し、ゴールデンロッドにいるときはそれも食べます。アキノキリンソウを食べることで、バッタはアキノキリンソウを抑制し、システムの生物多様性を高めます。
日中の温暖化に基づく予測は、この相互作用が強まり、生物多様性の増加につながることを示唆しています。私たちの実験では、日中の気温が上昇すると、クモは熱ストレスを受け、冷やすために土の近くに隠れなければならないことが確認されました。捕食者が活動していないため、バッタはより自由に食べることができ、ゴールデンロッドをたくさん食べます。私たちの 2 年間の実験では、日中の温暖化がアキノキリンソウを抑制し、植物の多様性を高めることが明らかになりました。
残念ながら、日中の温暖化は最も現実的なシナリオではありません。私たちの研究では、夜間の温暖化の影響も 2 年間評価しました。夜の気温は涼しく、寒い夜はクモが活動するのに苦労します。その結果、夜間の温暖化実験は、クモがバッタの狩猟により多くの時間を費やすことを可能にすることで、クモにプラスの効果をもたらしました.その結果、バッタはより少ないアキノキリンソウを食べることができ、競争力のある優勢な植物が他の種を打ち負かしました.このように、より現実的な夜間の温暖化実験は、ニューイングランドの牧草地の生物多様性が、夜間が支配的な気候温暖化のために脅威にさらされている可能性があることを明らかにしました.
残念なことに、ほとんどの気候変動実験は日中の温暖化処理を利用しています。これは、夜の温感トリートメントよりも昼の温感トリートメントの方が作りやすいからです。研究者は、本質的にミニチュア温室である「オープントップチャンバー」と呼ばれる技術をよく使用します。これらのミニ温室を畑に置くことで、太陽のエネルギーが区画を暖めますが、それは昼間だけです。したがって、太陽を利用して加温治療を行うことは便利ですが、非現実的です。残念なことに、夜間の加温治療では、一般的にヒーターに電力を供給する必要がありますが、これは野外環境ではめったに利用できません。したがって、夜間の温暖化が支配的な気候変動に生態系がどのように対応するかについては、大きな不確実性があります。
これらの調査結果は、昆虫に対する日中の温暖化と夜間の温暖化の潜在的な影響を比較するというタイトルの記事で説明されており、最近 Current Opinion in Insect Science 誌に掲載されました 、最近ジャーナル Ecology に掲載された、植物多様性のトップダウン制御に対する日中および夜間の温暖化の反対の影響 .この作業は、ミシシッピ州立大学の Brandon T. Barton と Cori J. Speights、ノースダコタ州立大学の Jason P. Harmon、イェール大学の Oswald J. Schmitz によって実施されました。
