你是否曾思考过地球上生命的最佳生存温度？对于人类而言，舒适的温度大约在20°C。随着温度升高，人体工作效率会因散热需求消耗能量而降低。然而，这一现象并非仅限于人类。大量生物能够在比我们适应的更高或更低温度下生存，但一项系统性回顾已发表研究的发现却引人深思：无论是在空气中、水中生活的动物、植物还是微生物，其适宜温度范围在20°C处惊人地重合。这仅仅是巧合吗？
对于所有物种而言，与温度的关系呈现出不对称的钟形曲线规律。生物过程随着温度上升而增强，在达到峰值后，过高的温度则会导致其急剧下降。近期，新西兰一支科研团队揭示了一项颠覆传统认知的研究结果——海洋物种数量并未如预期般在赤道区域达到顶峰，反而在亚热带地区出现了数量峰值，并且这种趋势自约2万年前的最后一个冰河时代以来愈发显著，全球海洋变暖更是加剧了这一下降幅度。当将物种数量与年均气温相对比时，20°C以上出现了明显的减少，这是第二个“巧合”吗？
塔斯马尼亚大学罗斯·科克里的研究小组通过模拟实验揭示了微生物和多细胞生物的生长速度，发现在20°C时，它们的生物过程最为稳定。这一基于其他研究成果建立的“Corkrey模型”进一步指出，20°C是生物分子最稳定的温度点，构成了第三个令人惊奇的“巧合”。
诺德大学生物科学与水产养殖系教授马克·约翰·科斯特洛携手塔斯马尼亚大学生物统计学高级研究员罗斯·科克里及来自加拿大、苏格兰、德国、香港和台湾等地的国际同行，共同探索温度如何影响生命的普遍模式。他们惊讶地发现，不论身处何处，20°C似乎都是衡量生物多样性众多指标的关键温度阈值，不仅适用于海洋物种，而是广泛存在于各类生态系统。
一系列实例表明，当温度超过20°C左右时，多个关键生态指标出现下滑，包括海洋和淡水物种对低氧的耐受性、海洋上层与底栖藻类生产力、鱼类摄食率以及海洋鱼类、浮游生物、底栖无脊椎动物和化石软体动物的全球物种丰富度，甚至基因多样性。而在化石记录中，当温度超过20°C时，灭绝事件也明显增多。
全球范围内，珊瑚鱼和无脊椎动物等物种的生活温度范围在以20°C为中心的地理分布中尤为狭窄，微生物群体亦呈现相同趋势。尽管许多物种已经进化到能在较热或较冷的环境中生存，但大多数物种偏好生活在20°C的环境中。同时，化石记录显示，包括海绵、灯壳、软体动物、苔藓虫、海星与海胆、蠕虫、甲壳类动物在内的多种生物，在20°C时的灭绝率相对较低。
数学模型“Corkrey模型”预测，生物过程在20°C时将达到最稳定和高效状态，此时热宽度最小，从而使得从细菌至多细胞植物和动物的所有生命领域中的物种丰富度最大化。这一模型为“20°C效应”提供了理论支撑。
预测气候变化影响方面，“20°C效应”的存在意味着热带物种对更高温度的适应能力受限。随着全球变暖，只要物种能调整其活动范围，那么在年平均气温接近20°C的地方，物种丰富度将局部增加；反之，则会下降。这意味着，不少海洋物种虽可通过迁移来应对气候变化，但陆地物种由于城市化、农业扩张和其他人类基础设施改变地貌的影响，可能无法如此轻易地进行地理分布调整。
总结来说，20°C效应能够解释上述诸多现象，如物种丰富度随温度变化的趋势、化石记录中的灭绝率、生物生产力、最优生长速率以及海洋捕食率。尽管多细胞物种具有复杂性，但在细胞水平上的温度效率竟然能体现在生物多样性的各个层面，这一事实尤为引人注目。具体而言，为何20°C对于细胞过程至关重要并有利于节能，可能是与水分子在细胞内的特性和作用有关，而42°C似乎是多数物种绝对耐受极限的原因也可能源于此。
深入理解这种“20°C效应”，无疑将为我们提供崭新的视角，洞察温度如何调控生态系统过程、物种丰富度与分布格局，乃至生命演化的深层次机制。持续关注“知新了了”，我们将带来更多此类关乎地球生命奥秘的精彩。
