Pernahkah Anda bertanya-tanya tentang suhu optimal bagi kehidupan di Bumi? Bagi manusia, suhu 20°C adalah suhu yang nyaman. Lebih hangat dan kita bekerja kurang efisien karena pelepasan panas memerlukan energi.
Kita tahu banyak spesies dapat hidup pada suhu yang jauh lebih dingin atau lebih hangat dibandingkan manusia. Tapi milik kita review sistematis penelitian yang dipublikasikan menemukan bahwa rentang termal hewan, tumbuhan, dan mikroba yang hidup di udara dan air tumpang tindih pada suhu 20°C. Mungkinkah ini suatu kebetulan?
Untuk semua spesies, hubungannya dengan suhu berbentuk kurva asimetris berbentuk lonceng. Ini berarti proses biologis meningkat seiring dengan suhu, mencapai maksimum, dan kemudian menurun dengan cepat ketika cuaca menjadi terlalu panas.
Baru-baru ini, kelompok penelitian Selandia Baru memperhatikan jumlah spesies laut tidak mencapai puncaknya di garis khatulistiwa, seperti yang diasumsikan secara umum. Sebaliknya, angkanya malah menurun, dan puncaknya terjadi di daerah subtropis.
Tindak lanjut studi menunjukkan penurunan ini semakin dalam sejak zaman es terakhir sekitar 20,000 tahun yang lalu. Dan hal ini semakin parah akibat pemanasan laut global.
Ketika jumlah spesies diplot terhadap suhu rata-rata tahunan, terjadi penurunan di atas 20°C. Suatu kebetulan yang kedua?
Proses biologis dan keanekaragaman hayati
Penelitian di Tasmania memodelkan tingkat pertumbuhan mikroba dan organisme multiseluler dan menemukan suhu paling stabil untuk proses biologis mereka juga 20°C.
“Model Corkrey” ini dibangun di atas penelitian lain menunjukkan 20°C adalah suhu paling stabil untuk molekul biologis. Kebetulan yang ketiga?
Kami bekerja sama dengan rekan-rekan dari Kanada, Skotlandia, Jerman, Hong Kong, dan Taiwan untuk mencari pola umum pengaruh suhu terhadap kehidupan. Yang mengejutkan kami, di mana pun kami melihat, kami terus menemukan bahwa 20°C adalah suhu yang sangat penting bagi banyak ukuran keanekaragaman hayati, dan tidak hanya bagi spesies laut.
Contoh menunjukkan suhu yang lebih hangat dari sekitar 20°C mengakibatkan penurunan berbagai tindakan penting:
-
toleransi spesies laut dan air tawar terhadap oksigen rendah
-
produktivitas alga pelagis laut (kehidupan perairan terbuka) dan bentik (kehidupan dasar laut) dan tingkat pemangsaan ikan pada umpan
-
kekayaan spesies global pada ikan pelagis, plankton, invertebrata bentik, dan fosil moluska
-
dan keragaman genetik.
Ada juga peningkatan kepunahan dalam catatan fosil ketika suhu melebihi 20°C.
Peningkatan kekayaan spesies
Secara global, kisaran suhu hidup ikan karang dan invertebrata paling sempit di antara spesies yang sebaran geografisnya berkisar pada 20°C. Efek yang sama terlihat pada mikroba.
Meskipun banyak spesies telah berevolusi untuk hidup pada suhu hangat dan dingin, sebagian besar spesies hidup pada suhu 20°C. Juga, kepunahan dalam catatan fosil – termasuk spons, cangkang lampu, moluska, tikar laut (bryozoa), bintang laut dan bulu babi, cacing dan krustasea – lebih rendah pada suhu 20°C.
Ketika spesies berevolusi untuk hidup pada suhu di atas dan di bawah 20°C, relung termal mereka semakin luas. Ini berarti sebagian besar masih dapat hidup pada suhu 20°C meskipun mereka tinggal di tempat yang lebih panas atau lebih dingin.
Model matematis Corkrey memperkirakan bahwa luas termal harus diminimalkan, dan proses biologis menjadi paling stabil dan efisien, pada suhu 20°C. Pada gilirannya, hal ini akan memaksimalkan kekayaan spesies di semua bidang kehidupan, mulai dari bakteri hingga tumbuhan dan hewan multiseluler. Oleh karena itu, model ini memberikan penjelasan teoritis untuk “efek 20°C” ini.
Memprediksi dampak perubahan iklim
Kehidupan yang tampaknya berpusat pada suhu 20°C menyiratkan adanya kendala mendasar yang membahayakan kemampuan spesies tropis untuk beradaptasi terhadap suhu yang lebih tinggi.
Selama spesies dapat mengubah wilayah jelajahnya untuk beradaptasi terhadap pemanasan global, dampak 20°C berarti akan ada peningkatan kekayaan spesies secara lokal hingga rata-rata tahunan sebesar 20°C. Di atas itu, kekayaan akan menurun.
Artinya, banyak spesies laut yang mampu beradaptasi terhadap pemanasan global dengan mengubah sebaran geografisnya kemungkinan besar tidak akan punah akibat perubahan iklim.
Namun, spesies darat mungkin tidak dapat mengubah distribusi geografisnya dengan mudah karena perubahan bentang alam akibat perkotaan, pertanian, dan infrastruktur manusia lainnya.
Efek 20°C adalah penjelasan paling sederhana untuk fenomena di atas, termasuk: tren kekayaan spesies dan keragaman genetik seiring suhu; tingkat kepunahan dalam catatan fosil; produktivitas biologis; tingkat pertumbuhan optimal; dan tingkat predasi laut.
Terlepas dari kompleksitas spesies multiseluler, sungguh luar biasa bahwa efisiensi suhu pada tingkat seluler tercermin dalam aspek keanekaragaman hayati lainnya.
Mengapa suhu 20°C sangat penting dan hemat energi untuk proses seluler mungkin disebabkan oleh sifat molekuler air yang terkait dengan sel. Sifat-sifat ini mungkin juga menjadi alasan mengapa ~42°C tampaknya merupakan batas mutlak bagi sebagian besar spesies.
Kesadaran yang lebih besar akan dampak 20°C ini dapat menghasilkan wawasan baru tentang bagaimana suhu mengontrol proses ekosistem, kelimpahan dan distribusi spesies, serta evolusi kehidupan.
Mark John Costello, Profesor, Fakultas Biosains dan Budidaya Perairan, Universitas Nord dan Ross Corkrey, Ajun Peneliti Senior Biostatistik, Universitas Tasmania
Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.
Buku tentang Lingkungan dari daftar Penjual Terbaik Amazon
"Musim Semi Sunyi"
oleh Rachel Carson
Buku klasik ini adalah tengara dalam sejarah lingkungan hidup, menarik perhatian pada efek berbahaya pestisida dan dampaknya terhadap alam. Karya Carson membantu menginspirasi gerakan lingkungan modern dan tetap relevan hingga saat ini, karena kami terus bergulat dengan tantangan kesehatan lingkungan.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
"Bumi yang Tidak Dapat Dihuni: Kehidupan Setelah Pemanasan"
oleh David Wallace-Wells
Dalam buku ini, David Wallace-Wells memberikan peringatan keras tentang dampak buruk perubahan iklim dan kebutuhan mendesak untuk mengatasi krisis global ini. Buku ini mengacu pada penelitian ilmiah dan contoh dunia nyata untuk memberikan pandangan serius tentang masa depan yang kita hadapi jika kita gagal mengambil tindakan.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
"Kehidupan Tersembunyi Pohon: Apa yang Mereka Rasakan, Bagaimana Mereka Berkomunikasi? Penemuan dari Dunia Rahasia"
oleh Peter Wohlleben
Dalam buku ini, Peter Wohlleben menjelajahi dunia pohon yang menakjubkan dan perannya dalam ekosistem. Buku ini mengacu pada penelitian ilmiah dan pengalaman Wohlleben sendiri sebagai rimbawan untuk menawarkan wawasan tentang cara kompleks pohon berinteraksi satu sama lain dan alam.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
"Rumah Kami Terbakar: Adegan Keluarga dan Planet dalam Krisis"
oleh Greta Thunberg, Svante Thunberg, dan Malena Ernman
Dalam buku ini, aktivis iklim Greta Thunberg dan keluarganya memberikan kisah pribadi tentang perjalanan mereka untuk meningkatkan kesadaran tentang kebutuhan mendesak untuk mengatasi perubahan iklim. Buku ini memberikan kisah yang kuat dan mengharukan tentang tantangan yang kita hadapi dan perlunya tindakan.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
"Kepunahan Keenam: Sejarah yang Tidak Wajar"
oleh Elizabeth Kolbert
Dalam buku ini, Elizabeth Kolbert mengeksplorasi kepunahan massal spesies yang sedang berlangsung yang disebabkan oleh aktivitas manusia, dengan memanfaatkan penelitian ilmiah dan contoh dunia nyata untuk memberikan gambaran serius tentang dampak aktivitas manusia terhadap alam. Buku ini menawarkan ajakan bertindak yang menarik untuk melindungi keragaman kehidupan di Bumi.
