• Energy Research

Resumen El calentamiento del océano está aumentando la incidencia, la escala y la gravedad del blanqueamiento y la mortalidad de los corales a escala mundial, que culminó en el tercer evento mundial de blanqueamiento de corales que ocurrió durante las olas de calor marinas récord de 2014-2017. Si bien los efectos locales de estos eventos han sido ampliamente reportados, las implicaciones globales siguen siendo desconocidas. El análisis de 15.066 estudios de arrecifes durante 2014-2017 reveló que el 80% de los arrecifes estudiados experimentaron un blanqueamiento significativo de los corales y el 35% experimentó una mortalidad significativa de los corales. El alcance global del blanqueamiento y la mortalidad significativos de los corales se evaluó extrapolando los resultados de los estudios de arrecifes utilizando datos completos de teledetección del estrés por calor regional. Este modelo predijo que el 51% de los arrecifes de coral del mundo sufrieron un blanqueamiento significativo y una mortalidad significativa del 15%, superando el daño de cualquier evento de blanqueamiento global anterior. Estas observaciones demuestran que el daño generalizado del calentamiento global a los arrecifes de coral se está acelerando y subraya la amenaza que el cambio climático antropogénico representa para la transformación irreversible de estos ecosistemas esenciales. Résumé Le réchauffement des océans augmente l'incidence, l'ampleur et la gravité du blanchiment et de la mortalité des coraux à l'échelle mondiale, culminant avec le troisième événement mondial de blanchiment des coraux survenu lors de vagues de chaleur marines record de 2014-2017. Bien que les effets locaux de ces événements aient été largement rapportés, les implications mondiales restent inconnues. L'analyse de 15 066 enquêtes sur les récifs au cours de la période 2014-2017 a révélé que 80 % des récifs étudiés ont connu un blanchissement important des coraux et 35 % ont connu une mortalité importante des coraux. L'étendue mondiale du blanchiment et de la mortalité importants des coraux a été évaluée en extrapolant les résultats des enquêtes sur les récifs à l'aide de données complètes de télédétection du stress thermique régional. Ce modèle prévoyait que 51 % des récifs coralliens du monde souffraient d'un blanchissement important et 15 % d'une mortalité importante, dépassant les dommages causés par tout événement de blanchissement mondial antérieur. Ces observations démontrent que les dommages généralisés causés par le réchauffement climatique aux récifs coralliens s'accélèrent et soulignent la menace que le changement climatique anthropique fait peser sur la transformation irréversible de ces écosystèmes essentiels. Abstract Ocean warming is increasing the incidence, scale, and severity of global-scale coral bleaching and mortality, culminating in the third global coral bleaching event that occurred during record marine heatwaves of 2014-2017. While local effects of these events have been widely reported, the global implications remain unknown. Analysis of 15,066 reef surveys during 2014-2017 revealed that 80% of surveyed reefs experienced significant coral bleaching and 35% experienced significant coral mortality. The global extent of significant coral bleaching and mortality was assessed by extrapolating results from reef surveys using comprehensive remote-sensing data of regional heat stress. This model predicted that 51% of the world's coral reefs suffered significant bleaching and 15% significant mortality, surpassing damage from any prior global bleaching event. These observations demonstrate that global warming's widespread damage to coral reefs is accelerating and underscores the threat anthropogenic climate change poses for the irreversible transformation of these essential ecosystems. يؤدي ارتفاع درجة حرارة المحيطات إلى زيادة حدوث وحجم وشدة تبييض الشعاب المرجانية ونفوقها على نطاق عالمي، وبلغت ذروتها في الحدث العالمي الثالث لتبييض الشعاب المرجانية الذي حدث خلال موجات الحر البحرية القياسية في الفترة 2014-2017. في حين تم الإبلاغ عن الآثار المحلية لهذه الأحداث على نطاق واسع، إلا أن الآثار العالمية لا تزال غير معروفة. كشف تحليل 15,066 مسحًا للشعاب المرجانية خلال الفترة 2014-2017 أن 80 ٪ من الشعاب المرجانية التي تم مسحها عانت من ابيضاض مرجاني كبير و 35 ٪ عانت من وفيات مرجانية كبيرة. تم تقييم المدى العالمي للتبييض والوفيات المرجانية الكبيرة من خلال استقراء النتائج من المسوحات المرجانية باستخدام بيانات شاملة للاستشعار عن بعد للإجهاد الحراري الإقليمي. وتوقع هذا النموذج أن 51 ٪ من الشعاب المرجانية في العالم عانت من تبييض كبير و 15 ٪ من الوفيات الكبيرة، متجاوزة الأضرار الناجمة عن أي حدث تبييض عالمي سابق. تُظهر هذه الملاحظات أن الأضرار الواسعة النطاق للاحترار العالمي التي لحقت بالشعاب المرجانية تتسارع وتؤكد التهديد الذي يشكله تغير المناخ البشري المنشأ على التحول الذي لا رجعة فيه لهذه النظم الإيكولوجية الأساسية.

AbstractClimate drives population dynamics through multiple mechanisms, which can lead to seemingly context-dependent effects of climate on natural populations. For climate-sensitive diseases, such as dengue, chikungunya, and Zika, climate appears to have opposing effects in different contexts. Here we show that a model, parameterized with laboratory measured climate-driven mosquito physiology, captures three key epidemic characteristics across ecologically and culturally distinct settings in Ecuador and Kenya: the number, timing, and duration of outbreaks. The model generates a range of disease dynamics consistent with observed Aedes aegypti abundances and laboratory-confirmed arboviral incidence with variable accuracy (28–85% for vectors, 44–88% for incidence). The model predicted vector dynamics better in sites with a smaller proportion of young children in the population, lower mean temperature, and homes with piped water and made of cement. Models with limited calibration that robustly capture climate-virus relationships can help guide intervention efforts and climate change disease projections.

The potential for adaptive evolution to enable species persistence under a changing climate is one of the most important questions for understanding impacts of future climate change. Climate adaptation may be particularly likely for short-lived ectotherms, including many pest, pathogen, and vector species. For these taxa, estimating climate adaptive potential is critical for accurate predictive modeling and public health preparedness. Here, we demonstrate how a simple theoretical framework used in conservation biology—evolutionary rescue models—can be used to investigate the potential for climate adaptation in these taxa, using mosquito thermal adaptation as a focal case. Synthesizing current evidence, we find that short mosquito generation times, high population growth rates, and strong temperature-imposed selection favor thermal adaptation. However, knowledge gaps about the extent of phenotypic and genotypic variation in thermal tolerance within mosquito populations, the environmental sensitivity of selection, and the role of phenotypic plasticity constrain our ability to make more precise estimates. We describe how common garden and selection experiments can be used to fill these data gaps. Lastly, we investigate the consequences of mosquito climate adaptation on disease transmission using Aedes aegypti-transmitted dengue virus in Northern Brazil as a case study. The approach outlined here can be applied to any disease vector or pest species and type of environmental change.