上周我简单提到了一些关于全球变暖可能引发的潜在灭绝的严峻估计。此后，一些全球变暖怀疑论者试图通过对自然选择和灭绝提出一些可疑的主张，来给这些结果泼冷水。虽然我时常报道全球变暖，但我将这个主题的博客留给其他人（特别是Quark Soup的David Appell）。但在这种情况下，进化也被牵扯进来。
简而言之，科学家们上周在他们的《自然》论文（编辑已免费提供）中写道：他们研究了墨西哥沙漠到澳大利亚雨林等各种陆地栖息地中的1000多种物种。利用它们分布范围的信息，科学家们估计了这些物种目前能够生存的温度、湿度和其他气候条件范围（他们称之为“气候包络线”）。在未来一个世纪，这些气候包络线将改变形状。一些可能会向两极扩展，另一些会滑动，还有一些会收缩。为了估计这些新气候包络线的形状和位置，科学家们考察了2050年三种不同情景下这些范围的变化——“小”变化为0.8-1.7摄氏度，中等变化为1.8-2.0摄氏度，以及大于2摄氏度的“大”变化。（这些范围来自IPCC预测，而这些预测又基于未来二氧化碳排放的各种潜在情况。作为比较，地球在过去一个世纪里估计升温了0.6摄氏度。）
一些能够迅速扩散的物种可能能够迁入它们新的气候包络线。另一些扩散缓慢的物种——例如，只生活在孤立的荒地中的动物——可能只能在今天的气候包络线和2050年的包络线重叠的区域生存。还有一些物种可能根本无处可去——例如，澳大利亚的雨林位于该国北部海岸。全球变暖预计将侵蚀它们南部的栖息地，但它们很难在北部的海洋中找到新的领地。
研究人员估计了所有这些物种将失去多少活动范围。生态学家早就知道，一个区域能支持的物种数量与其面积成正比。这意味着如果一片森林被分割成碎片，它将失去一些物种。如果一个物种在其他任何地方都找不到，它就会灭绝。基于面积与生物多样性之间的这种关系，科学家们得出结论，全球变暖将导致相当大比例的物种灭绝。在最保守的全球变暖情景下，他们估计有18%的物种会灭绝；在最严重的情景下，这个数字是35%。
影响深远。从速度和规模来看，这些结果表明，仅全球变暖就可能引发与有史以来一些大灾难相媲美的大规模物种灭绝。在对这项研究的新闻报道和后来的评论中，怀疑论者试图嘲讽它。其中一种嘲讽方式是针对预测灭绝的科学。最好的例子来自格雷格·伊斯特布鲁克 (Gregg Easterbrook)，他称这项研究“胡说八道”。他的博客立即在保守杂志《理性》的博客上得到了赞同，并且无疑将继续在这些圈子中传播。
（关于伊斯特布鲁克的一点，您可以选择跳过：过去我曾指出他对进化的理解有时会变得非常愚蠢。这一点无需多言。我现在重新提及他只是因为他提出了一种常见的、缺乏逻辑的针对灭绝科学的“怀疑论”。诚然，伊斯特布鲁克承认全球变暖的现实，并声称关心未来物种灭绝的可能性。但他对这项特定研究的批评代表了一种相当普遍的论点，需要加以挑战。）
计算机模型：首先，伊斯特布鲁克抱怨这项研究，用他的话说，“完全是计算机模拟。”他声称“正如任何熟悉此技术的人都知道，计算机模型可以被训练来产生任何想要的结果……计算机模型也因其预测越远越不可靠而臭名昭著，因为估计值乘以估计值，然后结果被视为具体。这是一个50年的预测，除了最初几年之外，所有数据在统计上都应该被视为无意义的，因为初始假设的微小改变可能导致50年模拟结束时出现巨大波动。《自然》是一本同行评审期刊，但似乎所有同行评审员所做的只是检查呈现的结果是否与计算机模型运行时发生的情况相符。似乎没有对底层假设是否合理进行任何同行评审。”
这种抱怨只有在你没有费心阅读这篇论文并熟悉其所依据的一些参考文献的情况下才有意义。物种-面积关系是生态学中一条铁律，经过多次检验。气候包络线概念也经过了检验；它通过让科学家准确预测物种在冰河时代改变过去气候时如何改变其分布范围，证明了它的价值。此外，研究人员——充分意识到这类研究可能存在的N不确定性——采用了三种不同的方法来分析栖息地丧失的灭绝估计。他们通过这三种测试都得到了相同的结果，这证明了虽然这些估计不精确（也没有声称精确），但它们是可靠的。因此，伊斯特布鲁克关于这项研究对底层假设的微小变化敏感的说法站不住脚。
物种计数：伊斯特布鲁克和其他人经常通过混淆数字来质疑物种灭绝。他指出，首席作者克里斯·托马斯（Chris Thomas）在《华盛顿邮报》中被引述说，多达125万物种可能灭绝。令人惊讶的是，托马斯似乎不知道国际自然保护联盟（International Union for the Conservation of Nature）表示有12,259个物种受到威胁。“从12,259个濒危物种到125万物种灭绝，这是百倍的增长！”伊斯特布鲁克声称。“物种濒危率在短时间内将上升到当前速率的100倍，而且仅仅基于气候变化？这听起来极不可能。事实上，这听起来像胡说八道。”
如果你忽略了已记录的物种总数和受威胁物种数量与估算数量之间的差异，这种说法就会出现。科学家们知道地球上的物种总数远多于已记录的数量。你只需要去一些偏远雨林里的一棵树上，采摘生活在上面的昆虫、线虫和其他小动物。许多将是科学界的新发现。基于科学家每次调查时发现的新物种比例，他们可以估算出有多少物种尚未被发现。关于地球上究竟有多少物种存在很多争论，但所有可靠的估算都在数百万——有些情况下甚至数千万。托马斯的研究考察了每个栖息地记录的灭绝百分比。由于灭绝都遵循一般模式，他随后计算出37%——他最坏情况的估计——在地球上实际物种数量方面的含义。如果你假设有330万物种，你将得到125万物种灭绝。但事实是，托马斯实际上使用的是物种总数最低的估计之一。如果有1500万物种，这个数字将是600万或700万。
至于国际自然保护联盟（IUCN）的好心人，他们比寻找新物种的科学家们面临着更大的困难。他们需要关于一个物种的历史和当前分布范围、历史和当前种群数量、对其栖息地的威胁、生命史以及许多其他信息，才能决定一个物种是否受到威胁。这需要多年的野外工作，因此只有一小部分物种得到了这种关注。他们只登记了12,259个物种受到威胁，这不足为奇。某些物种群体的研究比其他物种群体要好得多——例如，鸟类几个世纪以来一直是博物学家关注的焦点，大多数物种可能都已被发现。如果你看看这些研究充分的群体——其中大多数受威胁和灭绝物种已被识别——你会发现一个相当一致的灭绝率。斯图尔特·皮姆（Stuart Pimm）计算出它比化石记录中典型的“背景”灭绝率高100-1000倍。
近期灭绝：质疑灭绝科学的另一个常见策略是声称我们应该已经有很长的人类造成的灭绝记录，但实际上没有。例如，伊斯特布鲁克问道，为什么在过去20年里，在太平洋西北地区，一个经历了变暖和栖息地破坏，并且野生动物受到科学家充分研究的地方，我们没有看到大量灭绝。“如果托马斯的125万灭绝数字是可靠的，那么我们应该已经在太平洋西北等研究充分的地区看到数十甚至数百种灭绝的先行迹象。相反，我们看到的是，嗯，零。”
我不明白伊斯特布鲁克如何决定近期历史中的哪些证据足以推翻这项研究。他是否用太平洋西北地区过去二十年的数据运行了计算机模型，然后得出了20个物种灭绝的结果？（这让我想起了创造论者曾经指出陆地哺乳动物和鲸鱼之间没有中间化石。这证明进化是错误的。然后，当发现一种有脚的鲸鱼物种时，他们声称这种中间物种和真正的鲸鱼之间缺乏物种是进化错误的证据。“不断移动目标”就是这种策略。）
在设定他的目标时，伊斯特布鲁克揭示了许多他误解灭绝研究的方式。不同的栖息地经历不同的灭绝率。一方面，不同的地区温度上升和降雨量变化不同。另一方面，最敏感的物种是那些分布范围最小的物种。这就是为什么美国东北部的森林砍伐导致相对较少的鸟类灭绝——因为大多数鸟类分布范围广，因此能够生存。太平洋西北地区并不是这些小范围物种的一个特别重要的热点地区。
伊斯特布鲁克和他的“怀疑论者”同仁们最大的误解是，物种灭绝一夜之间就会发生。事实上，物种灭绝需要时间。托马斯和他的合著者谈到，到2050年，18-37%的物种“注定灭绝”——而不是实际灭绝。非洲和亚洲森林的研究表明，物种不会立即从森林碎片中消失。相反，它们可能需要长达50年或更长时间才能最终消亡。过去几十年全球变暖导致的任何灭绝，可能还需要几十年才能发生。但这并不意味着动物和植物尚未通过更长的生长季节、范围变化、更早到达繁殖地等方式对气候变化作出反应。这些过程正在进行中。
伊斯特布鲁克绝非唯一反对《自然》杂志研究的声音。例如，在《华盛顿邮报》的文章中，我们了解到“一位怀疑论者，保守科学政策组织乔治·C·马歇尔研究所主席威廉·奥基夫（William O'Keefe），批评了《自然》杂志的研究，称该研究‘忽视了物种适应更高温度的能力’，并假设不会出现减少排放的技术。”
合众国际社对奥基夫的主张给予了更多关注——
“然而，与所有与气候相关的事物一样，结论并非一致。华盛顿特区的乔治·C·马歇尔研究所在2003年7月发表的一篇关于该主题的文献综述中得出结论：‘事实不支持气候变化导致大规模物种灭绝的说法。无论是通过适应、驯化还是迁徙，现有研究表明威胁可能被夸大了。’”
“马歇尔报告，由舍伍德·伊德索 (Sherwood Idso)、克雷格·伊德索 (Craig Idso) 和基思·伊德索 (Keith Idso) 撰写，称预计‘地球上几乎所有地方的生物圈都将因过去一个半世纪的全球变暖和大气（二氧化碳）浓度增加而变得物种更丰富，这促进了物种分布范围在全球范围内的巨大扩张。’”
伊德索的报告并未发表在科学期刊上，只是挂在乔治·C·马歇尔研究所的网站上。你可以在主要的全球变化科学期刊中搜索它的参考文献，但你会徒劳无功。你也不会找到支持该报告天真结论的论文。那么，它——以及马歇尔研究所——是如何在新研究的报道中占有一席之地的呢？正如克里斯·穆尼 (Chris Mooney)所暗示的，就《华盛顿邮报》而言，对如何呈现故事双方的天真观念可能是罪魁祸首。我怀疑合众国际社的文章中存在其他问题。合众国际社归保守派牧师文鲜明 (Rev. Sun Young Moon) 所有，他也是《华盛顿邮报》的老板，该报刊登了合众国际社的报道——以及许多以前的反全球变暖报道。与此同时，乔治·C·马歇尔研究所帮助推广了其他声称推翻全球变暖预测的粗糙研究。（例如，请参阅大卫·阿佩尔 (David Appell) 的文章。）
适应全球变暖无疑是自然界对我们所有的温室气体作出反应的一个重要因素。动物和植物并不会仅仅因为天气有点热就立刻倒毙。它们的基因组中编码着策略，使其在生命中适应不断变化的环境。它们具有可塑性。此外，随着时间的推移，它们可以进化以更好地适应变化的环境。在过去的20年里，进化生物学家已经记录了野外快速的自然选择。例如，面对高强度的捕捞，一些鲑鱼在短短几十年内就进化得体型缩小了25%。如果全球变暖如预测般出现，它将是一种特别强大的选择力，与过去的气候变化相比，温度上升和气候变化的速度惊人。生命已经适应了变暖的世界。在《伦敦皇家学会会刊》上，加拿大研究人员报告称，育空地区的红松鼠已经通过比1989年早18天繁殖来应对变暖的气候。这种转变的一部分是基因变化的结果。
快速进化可能会让一些物种通过适应新气候来避免灭绝。但有些物种可能会发现它们的进化之路受阻。明尼苏达大学的朱莉·艾特森（Julie Etterson）和露丝·肖（Ruth Shaw）研究了明尼苏达州鹧鸪豆的潜在进化。她们发现，适应更温暖、更干燥的气候并非没有代价。这些变化会干扰豌豆植物的生长，从而降低它们的整体适应度。结果是，植物的缓慢进化将落后于气候变化，可能使它们严重不适应生存。因此，我们不能想当然地认为自然选择能将我们从气候变化的风险中拯救出来。
气候变化当然不是地球上的新事物，因此化石记录可以为未来一个世纪的适应与灭绝之间的平衡提供一些线索。伊德索斯设想，几十年的高二氧化碳水平和气温升高可以将我们带回数百万年前，将森林融合成比今天存在的任何事物都更加多样化的“超级森林生态系统”。然而，实际上，利用化石记录可以做一些超越这种轻描淡写的事情。例如，在最新一期的《哺乳动物学杂志》中，古生物学家研究了北美哺乳动物多样性如何对不同速率的气候变化作出反应。他们得出结论，到目前为止发生的变化仍在哺乳动物历史的正常变异范围内。但在几十年内，全球变暖将把哺乳动物群落转变为过去6000万年来从未见过的样子，导致广泛的灭绝。
但化石记录缺少当今世界的一些关键元素。即使动物或植物能够扩展到新的气候包络线，我们人类也可能阻碍它们的道路。很难想象树木、真菌、昆虫、爬行动物和其他物种如何能够从雨林保护区迁移到农业区或工业地产区。
尽管全球变暖似乎正在迅速发生，但我们仍然有很多关于它将导致多少物种灭绝的知识需要学习。确实存在许多不确定性，也有很大的争论空间。但我们没有时间浪费在像伊斯特布鲁克和马歇尔研究所这样的干扰上。
