面对前所未有的变化，动植物正竭力跟上步伐，结果好坏参半。一项新模型有助于预测哪些因素可能导致物种灭绝。
“由于极端事件按定义本身就相当罕见，因此很难预测生物体将如何应对这些事件的变化，”圣路易斯华盛顿大学生物学助理教授卡洛斯·博特罗（Carlos Botero）说。
“但是，如果我们关注某一物种的自然史，并了解其过去所经历的气候状况，那么我们就能较为准确地判断该物种可能如何应对当前气候在这一方面的变化。”
“新常态”
飓风多里安（Dorian）是这一令人担忧趋势的最新例证。气候变化导致极端天气事件日益频繁、愈加严重，且分布范围不断扩大。这一新模型为了解不同物种在这种新常态下可能的境况提供了重要见解。
在一项发表于《生态与进化》的研究中，博特罗与其前学生托马斯·海兰德（Thomas Haaland）合作，后者目前是苏黎世大学的博士后研究员。两人共同构建了一个进化模型，用以探讨种群如何应对罕见的环境极端事件。（例如：500年一遇的洪水。）这些罕见事件对进化而言可能颇具挑战，因为生物很难适应几乎从未遭遇过的危险。
通过计算机模拟，海兰德与博特罗发现，某些特征和经历是衡量脆弱性的关键指标。
具体而言，他们发现：
一生只繁殖一次的物种，往往会进化出保守的行为或形态，仿佛每次都预料到会遭遇环境极端事件。
与之相反，若单个个体能够多次繁殖且繁殖环境各不相同（例如一种在一个季节内多次筑巢、且筑巢树木各异的鸟类），进化则倾向于使其表现得仿佛环境极端事件从未发生过。
这一新模型的关键洞见在于：前一类“保守型”物种能够较轻松地适应更为频繁或范围更广的极端事件，但当这些极端事件变得更加剧烈时，它们却难以调整。后一类“无忧型”物种则恰恰相反。
海兰德与博特罗还发现，那些加速性状进化的因素，通常更可能阻碍而非促进对罕见选择事件的适应。原因之一在于：高突变率往往有利于在环境极端事件间隔的漫长时期内，适应正常条件。
“我们的研究结果对一种观点提出了挑战，即历史上长期暴露于多变环境中的物种，更能应对气候变化，”博特罗说。
“我们发现，即便是对于过去曾经历过类似事件的种群，环境极端事件的模式和强度发生细微变化，也可能是致命的。这一模型只是帮助我们更好地理解何时何地可能出现问题。”
根据极端事件预测物种灭绝
海兰德与博特罗所描述的这一简明框架，可适用于各类环境极端事件，包括洪水、野火、热浪、干旱、寒潮、龙卷风和飓风——在气候变化背景下，这些事件均可能被视为“新常态”的一部分。
以极端高温为例。当热浪次数增多、持续时间延长，或典型热浪影响的区域扩大时，该模型可用于预测动植物物种将会受到何种影响。
“过去热浪罕见且零散分布的地区，可能主要栖息着那些并未表现出明显耐热适应能力的物种，”博特罗说。“因此，我们的模型表明，在这些特定地区，最大的灭绝威胁将来自更频繁或范围更广的热浪，而这些地区最需关注的物种将是特有种和地理分布范围较小的物种。
“相反，历史上热浪频发且分布广泛的地区，预计栖息的物种已经表现出耐热适应能力，”博特罗补充道。“在这种情况下，我们的模型表明，这些地方的典型物种可能更容易受到气温升高的影响，而非更长或更广泛的热浪的影响。”
例如安乐蜥
这一新模型使野生动物管理者和保护机构能够基于对物种自然史和历史环境的相对简单评估，洞察不同物种可能存在的脆弱性。
例如，2018年的一项研究由华盛顿大学访问博士后研究员科林·多尼休（Colin Donihue）主持，研究发现，加勒比地区的安乐蜥往往会为应对飓风而进化出更大的趾垫和更短的肢体，因为这些特征有助于它们在强风中更好地抓住树枝。
新模型显示，尽管这些蜥蜴不太可能受到更频繁飓风的影响，但如果未来飓风变得更加剧烈，其种群仍可能面临严重的灭绝威胁。博特罗建议，一种可能的解决办法是在岛屿各处设置避风区，使部分种群能够躲避风力极强的飓风。
“虽然这一简单的保护措施不太可能彻底使其对极端事件的进化反应从‘保守型’转向‘无忧型’，但它或许能够减轻这些‘保守型’蜥蜴种群最主要的脆弱性，”博特罗说。“这可能会为它们争取足够的时间，积累足够的进化变化，使其趾和肢体适应栖息地改变后的新需求。”
