Date of Award
4-2019
Document Type
Thesis
Degree Name
Master of Science (MS)
Department
Biology
First Advisor
Dr. David L. Thomson
Second Advisor
Dr. Mohammed Ali Al Deeb
Third Advisor
Dr. Humood Abdulla Naser
Abstract
Temperatures are rising throughout the world but not uniformly. Different latitudes have varying degrees of temperature rise and the most rapid changes are happening in the higher northern latitudes while only minor warming is taking place in the hot tropical regions. It has been widely assumed that the biggest ecological impacts will be seen in the cooler northern latitudes and that the impacts in hot tropical regions will be much smaller. However, if species in hot regions are already close to their thermal limits and if species in cold regions are far below them, it may be that small temperature increases in hot regions may be more damaging than large temperature increases in cold regions. Here by compiling data from 726 species published in 278 publications which have measured the Upper Critical Temperatures (CTmax) in a wide range of ectothermic animal species, the distribution of these upper thermal limits were examined and compared with temperatures in hot and cold regions. The results indicate that very few species reach their CTmax below 30°C. The vast majority of species reach their CTmax between 30°C - 50°C. Cold regions are far below the upper critical temperatures of most species whereas the hot regions are nearer or exceeding the upper critical temperatures of many species. The impact of a 3°C temperature increase in hot and in cold regions was estimated. It was found that a 3°C temperature increase in cold regions would result in almost no species being pushed beyond their upper thermal limits. As temperatures reach 30°C, it was found that a 3°C temperature increase could push an appreciable number of species over their upper critical temperature. The magnitude of this impact then increased steadily, being much higher in hot regions. In regions where temperatures are reaching 45°C, a 3°C temperature increase could push the majority of the remaining species over their thermal limits. These results suggest that even though temperature increases in hot regions are much smaller than temperature increases in cold regions, the ecological impacts could be much greater, and many more species could be pushed over their upper thermal limits.
Recommended Citation
Ghosh, Sounak, "Rising Temperatures In Hot Regions – How Many Species Would Be Able To Survive?" (2019). Biology Theses. 21.
https://scholarworks.uaeu.ac.ae/bio_theses/21
Comments
ترتفع درجات الحرارة في جميع أنحاء العالم ولكن ليس بشكل متماثل، حيث تتميز خطوط العرض المختلفة بدرجات متفاوتة من ارتفاع درجات الحرارة وتحدث التغيرات السريعة في خطوط العرض الشمالية العليا بينما يحدث ارتفاع بسيط في المناطق المدارية الحارة. وقد تم الاعتقاد سابقا،ً وعلى نطاق واسع، بأن أكبر التأثيرات البيئية ستظهر في خطوط العرض الشمالية الأكثر برودة وأن التأثيرات في المناطق المدارية الحارة ستكون أقل بكثير. ومع ذلك، قد يكون ارتفاع درجات الحرارة الصغيرة في المناطق الحارة، حيث تكون الأنواع قريبة بالفعل من حدودها الحرارية، أكثر ضرراً من الزيادات الكبيرة في درجات الحرارة في المناطق التي لا تزال الأنواع فيها أدنى بكثير منها. ومن خلال تجميع البيانات من 726 دراسات، والمتعلقة بقياس درجات الحرارة الحرجة العليا لمجموعة واسعة من الأنواع الحيوانية الحرارية، قمت بدراسة توزيع هذه الحدود الحرارية العليا ومقارنتها بدرجات الحرارة في المناطق الساخنة والباردة. وتشير النتائ ج إلى أنه في أنواع قليلة جداً تصل درجة الحرارة الحرجة العليا إلى أقل من 30 درجة مئوية، وتتراوح درجات الحرارة في الغالبية العظمى من الأنواع ما بين 30 إلى 50 درجة مئوية. تكون الحدود الحراري في المناطق الباردة أقل من درجات الحرارة الحرجة العليا لمعظم الأنواع في حين أنها المناطق الحارة أقرب أو تتجاوز درجات الحرارة الحرجة العليا لكثير من الأنواع. وقد وضعت نموذجا يظهر تأثير زيادة 3 درجات مئوية في المناطق الساخنة والباردة، ووجدت بأن هذه الزيادة في المناطق الباردة يمكن أن تسبب في عدم وصول أي نوع تقريبا إلى ما وراء حدودها الحرارية العليا. ومع وصول درجات الحرارة إلى 30 درجة مئوية، وجدت بأن زيادة 3 درجات مئوية قد تسبب في وصول عدداً ملموسا من الأنواع إلى درجات الحرارة الحرجة العليا. وقد ازداد حجم هذا التأثير بشكل مطرد، حيث كان أعلى بكثير في المناطق الساخنة. أما بالنسبة إلى المناطق التي تصل فيها درجات الحرارة إلى 45 درجة مئوية، فإن زيادة 3 درجات مئوية قد تسبب في عبور غالبية الأنواع المتبقية حدودها الحرارية. وتشير نتائجي إلى أنه على الرغم من أن درجات الحرارة في المناطق الحارة أقل بكثير من الزيادة في درجات الحرارة في المناطق الباردة، إلا أن التأثيرات البيئية قد تكون أعلى بكثير، ويمكن دفع العديد من الأنواع عبر حدودها الحرارية.