假设我们可以观察20代鲸鱼或鲨鱼适应气候变化——测量它们如何进化以及它们的生物学如何随着温度和二氧化碳水平的升高而变化。这可以告诉我们很多关于海洋中的生命对一个更温暖的世界可能有多大的弹性。但这也需要数百年的时间——对于试图了解当今世界变暖的科学家或政策制定者来说并不是很有用。

相反，想想桡足类AcartiaTonya的生活，这是一种靠近食物网底部的微小而卑微的海洋生物。它在大约二十天内繁殖、成熟并创造出新一代。大约一年内有20代桡足类通过。

由佛蒙特大学(UVM)生物学家MelissaPespeni和博士后科学家ReidBrennan领导的一个由六名科学家组成的团队做到了这一点：在首创的实验室实验中，他们将数千只桡足类动物暴露在高温和高碳环境中预测海洋未来的二氧化硫水平。看着二十代人过去。然后他们取了一些桡足类动物并将它们恢复到基线条件——第一代开始时的温度和CO2水平，就像今天的海洋条件一样。然后他们继续观察，又过了三代人。

发表在《自然通讯》杂志上的结果“表明存在希望，”佩斯佩尼说，“但也表明生命如何应对气候变化的复杂性。”

可塑性的价格

她的希望来自团队观察到桡足类没有在气候变化条件下死亡。相反，他们坚持了下来，甚至茁壮成长。科学家——来自UVM;康涅狄格大学;GEOMAR德国亥姆霍兹海洋研究中心;和科罗拉多大学博尔德分校记录了桡足类基因的许多变化，这些变化与它们如何应对热应激、在酸性更强的水中生长骨骼、产生能量以及其他受气候变化影响的细胞过程有关。这表明这些生物具有基因构成的能力——利用自然种群中存在的变异——适应二十多代人，不断进化以在彻底改变的环境中保持健康。研究小组的观察支持这样一种观点，即桡足类——一种分布在全球范围内的甲壳类动物，被许多商业上重要的鱼类所食用——可以抵御人类化石燃料使用导致的前所未有的快速变暖和酸化。

复杂性——“这是一个警告，真的，”佩斯佩尼说——来自团队对返回到基线条件的桡足类发生的情况的观察。这些生物揭示了前二十代适应的隐藏成本。帮助桡足类进化超过20代的灵活性——科学家们称之为“表型可塑性”——在他们试图恢复到以前的良性条件时被削弱了。从某种意义上说，“带回家”的桡足类健康状况较差，种群数量较少。在三代之后，他们能够重新进化回他们的祖先条件——但他们已经失去了忍受有限食物供应的能力，并且对其他新形式的压力的适应能力降低了。

“如果桡足类或其他生物必须沿着这条适应性路径走下去——并利用它们的一些遗传变异来应对气候变化——它们是否能够忍受一些新的环境压力源，或者环境中的一些其他变化?”佩斯佩尼惊叹。桡足类动物是预计能够抵御快速气候变化的一大类物种之一——这项由国家科学基金会支持的新研究支持了这一观点。

“但我们需要小心过于简单的模型——关于物种的表现如何以及哪些物种将持续到未来——只关注一个变量，”在梅利莎佩斯佩尼大学的实验室完成这项研究的里德布伦南说。佛蒙特州，现在在德国基尔的GEOMAR亥姆霍兹海洋研究中心。科学家们对桡足类动物的新研究指出了一个关于复杂进化经济的更大真相：在一个突然变热的世界中快速进化可能会付出无法预料的代价。