The impact of anthropogenic climate change on terrestrial organisms is often predicted to increase with latitude, in parallel with the rate of warming. Yet the biological impact of rising temperatures also depends on the physiological sensitivity of organisms to temperature change. We integrate empirical fitness curves describing the thermal tolerance of terrestrial insects from around the world with the projected geographic distribution of climate change for the next century to estimate the direct impact of warming on insect fitness across latitude. The results show that warming in the tropics, although relatively small in magnitude, is likely to have the most deleterious consequences because tropical insects are relatively sensitive to temperature change and are currently living very close to their optimal temperature. In contrast, species at higher latitudes have broader thermal tolerance and are living in climates that are currently cooler than their physiological optima, so that warming may even enhance their fitness. Available thermal tolerance data for several vertebrate taxa exhibit similar patterns, suggesting that these results are general for terrestrial ectotherms. Our analyses imply that, in the absence of ameliorating factors such as migration and adaptation, the greatest extinction risks from global warming may be in the tropics, where biological diversity is also greatest.

Warming, crops, and insect pests Crop responses to climate warming suggest that yields will decrease as growing-season temperatures increase. Deutsch et al. show that this effect may be exacerbated by insect pests (see the Perspective by Riegler). Insects already consume 5 to 20% of major grain crops. The authors' models show that for the three most important grain crops—wheat, rice, and maize—yield lost to insects will increase by 10 to 25% per degree Celsius of warming, hitting hardest in the temperate zone. These findings provide an estimate of further potential climate impacts on global food supply and a benchmark for future regional and field-specific studies of crop-pest-climate interactions. Science , this issue p. 916 ; see also p. 846

Biological impacts of climate warming are predicted to increase with latitude, paralleling increases in warming. However, the magnitude of impacts depends not only on the degree of warming but also on the number of species at risk, their physiological sensitivity to warming and their options for behavioural and physiological compensation. Lizards are useful for evaluating risks of warming because their thermal biology is well studied. We conducted macrophysiological analyses of diurnal lizards from diverse latitudes plus focal species analyses of Puerto Rican Anolis and Sphaerodactyus. Although tropical lowland lizards live in environments that are warm all year, macrophysiological analyses indicate that some tropical lineages (thermoconformers that live in forests) are active at low body temperature and are intolerant of warm temperatures. Focal species analyses show that some tropical forest lizards were already experiencing stressful body temperatures in summer when studied several decades ago. Simulations suggest that warming will not only further depress their physiological performance in summer, but will also enable warm-adapted, open-habitat competitors and predators to invade forests. Forest lizards are key components of tropical ecosystems, but appear vulnerable to the cascading physiological and ecological effects of climate warming, even though rates of tropical warming may be relatively low.

Double trouble It is well known that climate change will warm ocean waters, but dissolved oxygen levels also decrease as water warms. Deutsch et al. combined data on metabolism, temperature, and demographics to determine the impact of marine deoxygenation on a variety of fish and crustacean species (see the Perspective by Kleypas). Predicted climate and oxygen conditions can be expected to contract the distribution of marine fish poleward, as equatorward waters become too low in oxygen to support their energy needs. Furthermore, even the more-poleward waters will have reduced oxygen levels. Science , this issue p. 1132 ; see also p. 1086

The spatial extent of ocean hypoxic zones, which are uninhabitable by many marine organisms, is very sensitive to dioxygen content.

Drivers of the “Great Dying” Though our current extinction crisis is substantial, it pales in comparison to the largest extinction in Earth's history, which occurred at the end of the Permian Period. Referred to as the “Great Dying,” this event saw the loss of up to 96% of all marine species and 70% of terrestrial species. Penn et al. explored the extinction dynamics of the time using Earth system models in conjunction with physiological data across animal taxa (see the Perspective by Kump). They conclude that increased marine temperatures and reduced oxygen availability were responsible for a majority of the recorded extinctions. Because similar environmental alterations are predicted outcomes of current climate change, we would be wise to take note. Science , this issue p. eaat1327 ; see also p. 1113