由于准备交配的鱼及其幼体对温度变化特别敏感，未来多达60%的物种可能被迫离开其传统的产卵区域。在一个新的元研究中，来自阿尔弗雷德·魏格纳研究所（Alfred Wegener Institute, Helmholtz Centre for Polar and Marine Research - AWI）的专家们发表了关于气候变化对全球鱼类种群影响的突破性发现。
正如他们所报告的，鱼类的风险比之前假设的要高得多，特别是在某些发育阶段，它们对水温升高特别敏感。鱼类生命周期中的一个关键瓶颈是它们在交配期间对热量的低耐受性。换句话说，它们的产卵区域的水温在很大程度上决定了它们繁殖的成功率，使鱼类特别容易受到气候变化的影响——不仅在海洋中，而且在湖泊、池塘和河流中。根据研究人员的分析，如果不加以控制，气候变化和水温升高将对多达60%的鱼类物种的繁殖产生负面影响。
他们的研究今天在最新一期的《科学》杂志上发表。
生物体为了产生能量必须呼吸；这对人类和鱼类都是如此。此外，我们知道人类和动物的能量需求都依赖于温度：当温度升高时，能量需求呈指数增长，随之而来的是对氧气的需求增加。基于此，生物体只能通过向身体提供更多的氧气来适应其周围环境的温度升高。但这种能力有特定的物种限制；如果超过这些限制，可能会导致心血管系统崩溃。
基于这一知识，在一个新的元研究中，来自阿尔弗雷德·魏格纳研究所（AWI）的专家们调查了世界各地的咸水和淡水鱼在哪些生命阶段对热量最敏感。为此，生物学家们收集了694种鱼类的温度耐受性科学数据，并分析了鱼类作为准备交配的成体、卵中的胚胎、幼虫和非交配季节的成体能够生存的温度范围。
“我们的发现表明，无论是作为卵中的胚胎还是准备交配的成体，鱼类对热量的敏感性远高于幼虫阶段或非交配季节的性成熟成体，”第一作者兼AWI海洋生物学家Flemming Dahlke博士说。“例如，在全球平均水平上，非交配季节的成体可以在比准备交配的成体或鱼卵高10摄氏度的水中生存。”
这种可变温度耐受性的原因在于鱼类的解剖结构：鱼胚胎没有鳃，无法摄取更多的氧气。相比之下，准备交配的鱼类产生卵子和精子细胞；这种额外的身体质量也需要氧气供应，这就是为什么即使在较低温度下，它们的心血管系统也承受着巨大的压力。
这些发现适用于所有鱼类物种，并清楚地说明了为什么鱼类对热量敏感，特别是在交配季节和胚胎阶段。因此，在第二步中，研究团队分析了由于气候变化，所研究物种的产卵区域的水温可能会上升到何种程度。为此，他们采用了新的气候情景（共享社会经济路径 - SSPs），这些情景也将用于IPCC的下一次评估报告。
他们的结论证实，每升高一摄氏度的温度都会给全球鱼类种群带来更多麻烦。
“如果人类能够成功地将气候变暖限制在2100年的1.5摄氏度，我们调查的鱼类物种中只有10%会因温度升高而被迫离开其传统的产卵区域，”AWI生物学家兼合著者Hans-Otto Pörtner教授解释说。相反，如果温室气体排放保持在高水平或非常高水平（SSP 5 - 8.5），可能会导致平均升温5摄氏度或更多，这将危及多达60%的鱼类物种。
受影响的物种将被迫通过生物进化进行适应——这一过程可能需要太长时间——或者在一年中的另一个时间或另一个地方交配。“一些物种可能会成功应对这种变化，”Flemming Dahlke说。“但如果你考虑到鱼类已经在极长的时间框架内适应了特定的栖息地，并将其交配周期调整到特定的洋流和可用的食物来源，那么被迫放弃其正常产卵区域将意味着它们面临重大问题。
”此外，生活在河流和湖泊中的鱼类面临的问题是它们的栖息地受限于水体的大小和地理位置：迁移到更深的水域或更凉爽的地区几乎是不可能的。
“我们详细的分析，涵盖了鱼类发育的所有阶段，将帮助我们理解这些物种如何受到气候变化的影响，以及在多大程度上适合的栖息地的丧失是由与气候相关的生态系统转型驱动的，”Hans-Otto Pörtner说。
无论鱼类迁移还是其繁殖率下降，都会出现新的物种间相互作用，在某些情况下，生态系统的生产力会下降。IPCC在其关于气候变化中的海洋和冰冻圈的特别报告中发布了关于全球鱼类种群未来的相应预测。根据Pörtner的说法：“我们新的详细评估将有助于改进这些预测。”