芬兰的研究人员建议，地球极地地区独特的光照条件导致了北极和南极周围独特混合区的形成。这些极端环境促进了不同物种之间的同步繁殖时机，迫使所有物种在有限的时间内进行繁殖。这种同步性对于维护生物多样性至关重要。
最近发表的一项研究中，芬兰图尔库大学的亚北极生态学教授卡里·赛肯农及其研究团队提出了一种新的理论，关于极地光环境如何在数百万年的地质时间尺度上支持生物多样性。全球的日照和夜晚持续时间不同，以赤道上的均等光照和黑暗周期为特征，逐渐向外过渡的季节性变化，以及靠近极地地区显著的季节变化。在极北极南的北极和南极圈内，出现了如“午夜太阳”现象，即夏季阳光持续24小时，以及“极夜”，冬季几个月太阳不升起的现象。
“我们理论的核心建议，极地地区的极端光照条件在两个极地区域内创造了混合区，”赛肯农表示。
与温度不同，日照长度是一个可靠且一致的环境因素，随着纬度的变化而变化，而不受当地或全球气候变化的影响。因此，许多生物，特别是光合生物如植物和各种微生物，已经进化出利用每个季节日照长度变化来安排其繁殖周期。光照作为一个重要信号，增加了相关植物物种同时开花的机会，最终促进了杂交的可能性。
杂交是指生物与不同物种或品种繁殖的过程。这可以是有意进行的，如在许多农业实践中为培养特定特性而进行的，或是自然发生的，当物种共生并分享兼容的生物学时。
“虽然杂交在几乎所有生物群体中都很普遍，但它对维持生物多样性的贡献尚未得到充分认可。杂交也可能导致回交，即杂交种与原始物种的个体交配，促进物种之间的基因转移，并创造出新颖的基因组合，帮助它们适应变化的环境条件，”赛肯农解释道。
在较低纬度地区，季节之间的日照长度的微小变化通常与遗传上不同的种群、亚种或物种复合体内的繁殖时机不重叠，从而限制了杂交。
“因此，物种在冷暖气候周期中的范围变化导致物种之间反复孤立和相互作用，这种相互作用推动了混合和分化，导致在漫长的地质时间尺度上形成新的生物多样性，”赛肯农补充道。
微生物对生物多样性的开发和维持至关重要
微生物自生命诞生以来一直是当前生物多样性演变的重要组成部分，并继续在保护和增强全球生物多样性中发挥重要作用。
“微生物无处不在，持续的研究表明，由于其短暂的生命周期，它们具有相当大的适应能力。许多微生物对光敏感，并影响几乎所有植物和动物的健康。由于所有植物和动物都携带多样的微生物群落，它们应被视为一个整体，”赛肯农观察道。
在这项研究中，赛肯农及其团队提出，光敏感微生物可以帮助植物适应极地气候。
气候变化对地球极地地区的重大影响
生物多样性丧失和气候变化是人类历史上对生态系统及其服务最大的威胁之一。地球的极地地区正在以惊人的速度升温——高达全球平均水平的2到4倍。
“气候模型预测，北极海冰可能在本世纪末消失。在同一时期，南极的无冰区域可能从今天的约2%上升到近25%。仅西南极冰川的融化就将使海平面上升五米，威胁到全球10%的人口和众多沿海海洋生态系统，未来几十年或几个世纪内，”赛肯农警告说。
研究人员通过强调物种及其遗传多样性的重要性，以及与植物和动物相关的微生物所起的关键作用，挑战了传统上对物种的关注。
“我们建议，生物多样性在经历扰动和大规模灭绝后，从长远来看是可以恢复的，尽管生态系统会随着新物种组合而经历重组。这凸显了确保足够的遗传、物种和互动潜力以支持未来多样化和生态系统功能及服务的迫切需要。
因此，解决气候变化引发的生物多样性丧失至关重要，”赛肯农强调。
