达尔文提出自然选择是物种进化的原因，为物种的多样性与各种生物特性的形成与发展提供了合理的解释，因而极大地推动了生物学的发展。

 

在物种选择的各种因子中，气候无疑是最重要的因子。各个气候带有着不同的生态系统，而且都由各具特色的多物种组成复杂的互利共生的生态系统，使物质与资源得以循环利用，产生无穷的效益，推动了生物圈与环境的良性互动，既有利于生态系统日益繁荣昌盛，又有利于环境的日益优化，表现了气候选择起到的双向优化的良好效果。

 

各个气候带的生态系统，极其合理和高效地利用了当地的气候资源和防御各种气象灾害，其原因就是气候根据自己的特点塑造了生态系统，这个作用不是土壤等其它环境因素所能代替的。地形差别所产生的生态系统的特性其实也是气候影响的结果。例如，高山的物种不同于河谷是高山气候不同于河谷气候所产生的必然结果。

 

气候变化是自然界影响最明显和最广泛的变化。如果某一物种不能随着气候变化而调整它的生理结构与生理机能，它就有可能被淘汰，而能够适应的新的物种就会取代它的位置。在几亿年里主要物种已经产生几代的更替，就是几次重大的气候变化的结果。

 

据研究，几亿年来的地球气候主要是温暖气候，即地球上没有冰雪，包括冬季在内的无冰世界。然而在这漫长的地质史里也有几次十分寒冷的冰期气候。在冰期里，地球中纬度与更高纬度的地区大都为冰雪覆盖，特别是在冬季冰雪覆盖面要扩展到大部中纬度地区。虽然冰期相对于温暖期是很短暂的，但是也有几千万年的长度，足够物种产生明显的演化。因此，在温暖期的背景下出现冰期不但使气候有了循环变化的明显的标志，而且使自然选择呈现显著的动态过程，对于形成物种的多样性是有力的推动。

 

冰期中自然选择的一大难题就是过冬。冬季是一年中最冷的季节，特别是冰期的每个冬季不啻是雪上加霜，冬季的严寒对各个物种说来都是冰期中的最大环境压力。能不能顺利过冬对各个物种都是生死存亡的考验。在冬季，不仅寒冷直接威胁到生物的生理机能的正常运行，而且这一时期，草木枯槁，动物躲藏，生态系统的食物链几乎中断。饥寒交迫使很多物种走上灭绝之路，也使很多物种产生了新的适应能力，改变着物种的性能。

 

现代很多物种的一些特殊性能的形成是同过冬有着密切的关系的。

 

先从植物谈起。植物是生态循环的最底层，植物的光合作用是制造有机质的最初始的自然过程，植物质被称作初级产品，这种产品不但为植物的世代延续所必需，也是动物生存的最基本的营养物质来源，所以植物性质的变化决定着生物界总体的变化。

 

在植物之中生产率最高的是常绿阔叶林，它以巨大的密集的叶片进行着光合作用，因而光合作用的规模最大，产生着大量的植物质。但是到了冬季，阳光减少，气温下降，这许多巨大的叶片不但无法很好进行光合作用，而且也成为植物生长无法承担的负担。于是，落叶就成为阔叶树木过冬的巧妙方法。落叶林既能利用夏季的阳光与水分资源，又能适应冬季寒冷的气候，成为树木适应冰期寒冬的重要变异。

 

针叶虽然光合能力不如阔叶，但却能很好适应寒冷的气候，它使较高纬度地区的阳光也能得到充分利用，使一个地区变冷之后仍能维持生态系统的存在。

 

很多草类植物有很深的根系，根系能够得到土层的保护，在冬季的严寒中存活，所以每到冬季草叶变得枯黄，但根系仍然存在，故第二年春风一吹，就恢复了绿色。特别是很多植物的生命期就在每年的温暖时期，到了秋季留下不怕冻害的种子后凋萎死亡，准备着后代的生长。我们生活所需的水稻、小麦、玉米等谷类作物与许多蔬菜作物就是用这样的方法来度过冬季的，而人类正是利用它们的种子为自己越冬留下粮食。我国虽然冬季寒冷，但夏半年却很炎热，甚至热带高产作物（如水稻）都能在北方生长，是一个很大的气候优势。

 

动物也采取同样的方法过冬。许多昆虫在秋季留下虫卵后死亡，蚂蚁与蜜蜂等昆虫则积蓄充足的粮食过冬。鸟类有长距离迁移的能力，不少飞鸟冬季迁移到低纬度较温暖的地方过冬，我国的许多鸟类保护区基本上都是为保护越冬或途经的鸟类而设置的。熊类有冬眠的习惯，寒冬到来就躲藏在避风的地方，不吃不喝地度过一个冬季。这样就解决了冬季难以忍受的严寒与捕食的难题。

 

兽类的毛绒是越冬的工具，特别是毛用羊类，到了冬季就长了厚厚的毛绒，能够抵御寒冷的侵袭。到了夏季冬毛就会自己脱落，所以剪羊毛必须抓紧冬毛尚未脱落而严寒已经过去的关键时期。

 

甚至在同一地区也有比较温和的地方。例如，我国南方的冬季从北方到来的冷空气一般只有很薄的一层，到了一定的高度存在温度较高的逆温层。我国新疆等地的牧人就利用逆温层里的草场作为放养牛羊的冬牧场，有利于越冬。这样，冬夏牧场的资源都能利用。

 

以上只是几个大家都知道的例子，说明生物面对过冬的考验也能够交出完美的答卷。从这些答卷中令人深感造物的完美与巧妙，然而这都是无意识的长期磨合，一切都是在本能的漫长的过程中经过大量淘汰后挑选的精品，因而也是残酷的过程。

 

当前主要由于人类的影响，又出现一个新的物种灭绝的高潮，然而人类是理智的动物，已经拥有了强大的科学技术力量。人们在危机中已经懂得，这许多物种的形成都是万亿年自然选择的作品，各有人们至今尚未完全清楚的独到之处，其中蕴涵着很多科学秘密与珍贵的资源，仅过冬所作的选择就产生如此巨大的成果，其它更不用说了。因为物种本身就是珍贵的财富，物种灭绝所造成的损失是不可估量的，因此，保护生物的多样性成为当今环保的重要任务，绝非偶然。