Scientists discover universal temperature curve for all life

Researchers at Trinity College Dublin have identified a universal thermal performance curve that governs how organisms across the tree of life respond to temperature changes. This pattern shows performance improving gradually up to an optimal point before declining sharply. The finding, based on analysis of over 2,500 curves from diverse species, suggests evolutionary constraints on adapting to warming climates.

A team from Trinity College Dublin reports the discovery of a universal thermal performance curve (UTPC) that applies to organisms from bacteria to insects and beyond. Published in the Proceedings of the National Academy of Sciences, the study analyzed more than 2,500 thermal performance curves spanning thousands of species and various biological activities, such as lizard running speeds, shark swimming, and bacterial cell division rates.

The UTPC describes a consistent pattern: as temperatures increase, biological performance rises gradually until reaching an optimal temperature, after which it falls rapidly. This holds across major branches of life evolved over billions of years, with optimal temperatures varying widely—from 5°C to 100°C—depending on the species and performance measure.

Andrew Jackson, a professor of zoology at Trinity and co-author, highlighted the uniformity: "Across thousands of species and almost all groups of life including bacteria, plants, reptiles, fish and insects, the shape of the curve that describes how performance changes with temperature is very similar." He added that all variations are essentially the same curve, shifted and stretched across temperatures, and that optimal temperatures link directly to critical maximums where death occurs.

Senior author Nicholas Payne emphasized the dataset's breadth: "These results have sprung forward from an in-depth analysis of over 2,500 different thermal performance curves, which comprise a tremendous variety of different performance measures for a similarly tremendous variety of different species—from bacteria to plants, and from lizards to insects."

The researchers note that once temperatures exceed the optimum, the viable range for survival narrows. They plan to use the UTPC as a benchmark to explore any exceptions, particularly amid ongoing climate warming.

مقالات ذات صلة

U.S. map illustration highlighting uneven state warming: hotter highs in West, warmer lows in North, contrasting averages and extremes.
صورة مولدة بواسطة الذكاء الاصطناعي

دراسة تجد أن معظم الولايات الأمريكية تشهد احتراراً غير متساوٍ لا تظهره المتوسطات الحسابية

من إعداد الذكاء الاصطناعي صورة مولدة بواسطة الذكاء الاصطناعي تم التحقق من الحقائق

أفادت دراسة نُشرت في مجلة PLOS Climate أن اتجاهات الاحترار في الولايات المتحدة تتباين بشكل حاد حسب الولاية، وما إذا كان الباحثون ينظرون إلى متوسطات درجات الحرارة أو إلى درجات الحرارة المتطرفة. وباستخدام بيانات الفترة من 1950 إلى 2021 للولايات الـ 48 المتجاورة، وجد المؤلفون أن 27 ولاية أظهرت زيادات ذات دلالة إحصائية في متوسط درجات الحرارة، بينما أظهرت 41 ولاية احتراراً في جزء واحد على الأقل من نطاق درجات الحرارة لديها، مثل درجات الحرارة القصوى الأكثر ارتفاعاً في أجزاء من الغرب ودرجات الحرارة الصغرى الأكثر دفئاً في مواسم البرد في أجزاء من الشمال.

دراسة جديدة لأكثر من 2000 نوع من الحشرات تكشف أن العديد من الحشرات الاستوائية، خاصة في الأمازون، قد تواجه صعوبة في التكيف مع ارتفاع درجات الحرارة. يبرز الباحثون تحملاً حرارياً محدوداً لدى الأنواع في المناطق المنخفضة، مما قد يعطل النظم البيئية. النتائج، المنشورة في Nature، تؤكد الضعف في المناطق ذات التنوع البيولوجي العالي.

من إعداد الذكاء الاصطناعي

اكتشف علماء أن الأسماك ذوات الدم الدافئ، مثل القرش الأبيض الكبير والتونة، تحرق طاقة أكثر بنحو أربع مرات مقارنة بالأنواع ذوات الدم البارد، مما يعرضها لمخاطر متزايدة مع ارتفاع درجات حرارة المحيطات. ويسلط البحث الضوء على "خطر مزدوج" ناتج عن زيادة المتطلبات الأيضية وتناقص الإمدادات الغذائية، إذ قد تجد الكائنات الضخمة صعوبة في الحفاظ على درجات حرارة مستقرة لأجسامها عند تجاوز مياه البحر لعتبات معينة.

أصدرت المنظمة العالمية للأرصاد الجوية ومنظمة الأغذية والزراعة تقريراً مشتركاً يوضح كيف تؤدي الحرارة الشديدة إلى تعطيل الإنتاج الغذائي العالمي. ويسلط التقرير الضوء على الآثار الوخيمة في البرازيل ودول أخرى، داعياً إلى تبني استراتيجيات تكيف أفضل. ويأتي هذا التقرير استجابة لدعوة الأمم المتحدة لمعالجة مخاطر الحرارة على العمال والنظم الغذائية.

من إعداد الذكاء الاصطناعي

بناءً على دراسات حديثة مثل تحليل Stefan Rahmstorf وآخرين الذي يظهر مضاعفة معدل الاحماء الأرضي إلى ~0.36 درجة مئوية لكل عقد منذ 2014، يختلف العلماء حول ما إذا كانت انخفاضات تلوث الجسيمات الدقيقة أو التقلبات الطبيعية هي المسؤولة عن التسارع. يتفق معظمهم على تسارع الاحماء، لكن الآراء تختلف بشأن الأسباب والمعدل والمسار المستقبلي—مع تداعيات على حساسية المناخ والتكيف.

اكتشف باحثون أن فراشات وعثًا من فصائل متباعدة استخدمت نفس الجينين، وهما ivory وoptix، لأكثر من 120 مليون سنة لخلق أنماط لونية تحذيرية متشابهة على أجنحتها. وتشير هذه النتيجة إلى أن التطور يمكن أن يتبع مسارات جينية يمكن التنبؤ بها بدلاً من أن يكون عشوائيًا تمامًا. ركزت الدراسة على أنواع من الغابات المطيرة في أمريكا الجنوبية.

يستخدم هذا الموقع ملفات تعريف الارتباط

نستخدم ملفات تعريف الارتباط للتحليلات لتحسين موقعنا. اقرأ سياسة الخصوصية الخاصة بنا سياسة الخصوصية لمزيد من المعلومات.
رفض