Le changement climatique peut démêler les écosystèmes dans lesquels différents organismes utilisent différents calendriers internes. Le réchauffement des températures peut entraîner une floraison plus précoce de la flore au printemps. Par exemple, une étude réalisée par Menzel et al., a analysé 125 000 enregistrements phénologiques de 542 espèces de plantes dans 21 pays européens de 1971 à 2000 et a constaté que 78% de toutes les plantes étudiées progressaient dans la floraison, la feuillaison et la fructification alors que seulement trois pour cent étaient significativement retardés. Ils ont déterminé que l’avance moyenne du printemps et de l’été était de 2,5 jours par décennie en Europe. Pendant ce temps, la faune peut se reproduire ou migrer en fonction de la longueur de la journée, et peut donc arriver trop tard pour des approvisionnements alimentaires essentiels avec lesquels elle a coévolué.
Par exemple, le Parus major suit de près l’éclosion de ses poussins à l’émergence de la chenille de la teigne d’hiver riche en protéines, qui à son tour éclot pour rencontrer le bourgeonnement des chênes. Ces oiseaux sont des oiseaux à couvain unique, ce qui signifie qu’ils se reproduisent une fois par an avec environ neuf poussins par couvée. Si les oiseaux, les chenilles et les bourgeons émergent tous au bon moment, les chenilles mangent les nouvelles feuilles de chêne et leur population augmente considérablement, ce qui, espérons-le, coïncidera avec l’arrivée des nouveaux poussins, leur permettant de manger. Mais si les plantes, les insectes et les oiseaux réagissent différemment à l’avance du printemps ou à d’autres changements phénologiques, la relation peut être modifiée.
À titre d’autre exemple, des études sur le moucherolle à pattes (ficedula hypoleuca) ont montré que le moment de leur migration printanière est déclenché par une horloge interne circannuelle qui est ajustée à la longueur du jour. Ces oiseaux hivernent dans les forêts tropicales sèches d’Afrique de l’Ouest et se reproduisent dans les forêts tempérées d’Europe, à plus de 4 500 km. De 1980 à 2000, les températures au moment de l’arrivée et du début de la reproduction se sont considérablement réchauffées. Ils ont avancé leur date moyenne de ponte de dix jours, mais n’ont pas avancé l’arrivée printanière sur leurs aires de reproduction car leur comportement migratoire est déclenché par la photopériode plutôt que par la température.
En bref, même si chaque espèce peut facilement vivre avec des températures élevées, des perturbations du calendrier phénologique au niveau de l’écosystème peuvent encore les mettre en danger.