以下文章经允许转载自 The Conversation，这是一个报道最新研究的在线出版物。
人为驱动的气候变化正日益塑造地球的生物环境。气温上升、降雨和季节性的快速变化以及海洋酸化正在向许多动物物种呈现改变的环境。动物如何适应这些新的、通常是极端的条件？
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动物的神经系统在使它们能够并限制它们如何应对气候变化方面起着核心作用。作为一名生物学家和神经科学家，我的两个主要研究兴趣包括了解动物如何适应 极端温度，并确定塑造动物神经系统的结构和功能，特别是大脑的因素。这些兴趣的交叉点促使我去探索气候对神经系统的影响，以及动物将如何应对快速变化的环境。
神经系统的所有主要功能——感觉检测、心理处理和行为指导——都至关重要。它们使动物能够以使其生存和繁殖的方式在环境中导航。气候变化可能会影响这些功能，而且通常会变得更糟。
不断变化的气温改变了生态系统的能量平衡——从通过阳光产生能量的植物到消耗植物和其他动物的动物——随后改变了动物所体验的感官世界。气候变化可能会挑战它们的所有感官，从视觉和味觉到嗅觉和触觉。
像哺乳动物这样的动物部分通过神经系统中对热和冷做出反应的特殊受体蛋白来感知温度，从而区分中度和极端温度。这些受体蛋白帮助动物寻找合适的栖息地，并且可能在动物如何应对不断变化的温度方面发挥关键作用。
气候变化扰乱了动物赖以解决诸如选择栖息地、寻找食物和选择配偶等问题的环境线索。一些动物，例如传播寄生虫和病原体的蚊子，依靠温度梯度来确定其环境的方向。温度变化正在改变蚊子寻找宿主的时间和地点，导致疾病传播发生变化。
气候变化如何影响动物用来相互交流或伤害竞争对手的化学信号可能特别复杂，因为化合物对温度高度敏感。
诸如季节性日光变化等以前可靠的信息来源，随着它们变得脱钩，可能会失去其效用。这可能会导致日长与植物开花和结果之间的联系中断，以及当昼长不再预测资源可用性时，导致动物行为（如冬眠和迁徙）中断。
气温上升可能会扰乱动物大脑的发育和功能，对其有效适应新环境的能力产生潜在的负面影响。
研究人员已经记录了极端温度如何从基因和 结构层面改变单个神经元，以及整个大脑是如何组织的。
在海洋环境中，研究人员发现，气候引起的水化学变化（如海洋酸化）会影响动物的总体认知表现和感官能力，例如珊瑚礁鱼类和鲨鱼的嗅觉追踪能力。
动物可能会通过改变位置来应对气候逆境，从改变它们使用的微栖息地 到 改变它们的 地理范围。
活动也可能会转移到一天中的不同时段 或 新季节。这些行为反应可能对动物将接触到的环境刺激产生重大影响。
例如，变暖海域中的鱼类已转移到更凉爽、更深的水域，这些水域的光强度和颜色范围与它们的视觉系统习惯的截然不同。此外，由于并非所有物种都会以相同的方式改变其行为，因此确实迁移到新的栖息地、一天中的时间或季节的物种将面临新的，包括食物植物和猎物动物、竞争对手和捕食者以及病原体。
气候变化驱动的行为转变将在全球范围内重组生态系统，其结果复杂且不可预测。
动物大脑非常灵活，其发育是为了适应个体的环境经验。它们甚至在成年后也具有相当大的改变能力。
但是，比较物种的研究已经看到了 环境对大脑进化的强烈影响。动物的神经系统会进化以匹配每个物种活动空间的感官环境。这些模式表明，新的气候模式最终将通过迫使神经系统进化来塑造它们。
当遗传对大脑发育产生强烈影响时，经过精细调整以适应当地环境的神经系统可能会随着气候变化而失去其适应性优势。这可能会为新的适应性解决方案铺平道路。随着感官刺激和季节性线索的范围和意义发生变化，自然选择将有利于那些具有新的感官或认知能力的人。
神经系统的某些部分受到遗传适应的限制，而另一些部分则更具可塑性并对环境条件做出反应。更好地了解动物神经系统如何适应快速变化的环境将有助于预测所有物种将如何受到气候变化的影响。
本文最初发表在 The Conversation。阅读 原始文章。